Ingenieria civil
Páginas: 10 (2448 palabras)
Publicado: 1 de octubre de 2010
el concreto en la obra
causas y
soluciones
Febrero 2007
problemas,
editado por el instituto mexicano del cemento y del concreto
Concreto reforzado con fibras
®
ilustraciones: Felipe Hernández
13
s e c c i ó n coleccionable
13
ConCrEto rEforzado
Concreto reforzado con fibras
E
l concreto hecho con cemento Portland tiene ciertas características: esrelativamente resistente en compresión pero débil en tensión y tiende a ser frágil. La debilidad en tensión puede ser superada por el uso de refuerzo convencional de varilla y, en cierta medida, por la inclusión de un volumen suficiente de ciertas fibras.
El uso de fibras
La t e n a c i d a d se define como el área bajo una curva carga-deflexión (o esfuerzo-deformación). En la Figura 1 se puede verque, al agregar fibras al concreto se incrementa en forma importante la tenacidad del material; es decir, el concreto reforzado con fibras es capaz de soportar cargas bajo flexiones o deformaciones mucho mayores que aquellas a las cuales aparece el primer agrietamiento en la matriz.
Figura 1. Curvas típicas de esfuerzo-deformación para concreto reforzado con fibras.
El concepto de tenacidadPara el uso efectivo de fibras en el concreto endurecido se deben tener contempladas las siguientes características: • Las fibras deben ser significativamente más rígidas que la matriz, es decir, un módulo de elasticidad más alto. • El contenido de fibras por volumen debe ser adecuado. • Debe haber una buena adherencia entre la fibra y la matriz. • La longitud de las fibras debe ser suficiente. •Las fibras deben tener una alta relación de aspecto; es decir, deben ser largas con relación a su diámetro. Debe de hacerse notar que la información publicada tiende a tratar con concentraciones con un alto volumen de fibras. Sin embargo, por razones económicas, la tendencia actual en la práctica es la de minimizar el volumen de las fibras, en cuyo caso los mejoramientos en las propiedades puedenser marginales. Para las cantidades de fibra típicamente usadas (menos del 1% por volumen para el acero y aproximadamente 0.1%
FRC con alto volúmen de fibras Esfuerzo
FRC con bajo volúmen de fibras Concrerto simple Deformación
68
construcción y tecnología
por volumen para el polipropileno) las fibras no tendrán un efecto significativo en la resistencia o el módulo de elasticidad delcompuesto.También debe de hacerse notar que las concentraciones en un alto volumen de ciertas fibras pueden hacer que el concreto fresco no pueda trabajarse.
Tipos de fibras Vidrio
Se descubrió que las fibras de vidrio en la forma en que se usaron primero, eran reactivas a álcalis, y los productos en los que eran usados se deterioraban rápidamente. El vidrio resistente a los álcalis con uncontenido de 16% de circona fue formulado exitosamente entre 1960 y 1971. Otras fuentes de vidrio resistentes a álcalis fueron desarrolladas durante los años setentas y ochentas, con contenidos más altos de circona. La fibra de vidrio resistente a los álcalis se usa en la fabricación de productos de cemento reforzado con vidrio (GRC: glassreinforced concrete), los cuales tienen un amplio rango deaplicaciones. La fibra de vidrio está disponible en longitudes continuas o en trozos. Se utilizan longitudes de fibra de hasta 35 mm en aplicaciones de rociado y las longitudes de 25 mm en aplicaciones de premezclado. Esta fibra tiene alta resistencia a tensión (2–4 GPa) y alto módulo elástico (70–80 GPa) pero tiene características quebradizas en esfuerzo-deformación (2.5–4.8% de alargamiento a larotura) y poca fluencia a temperatura ambiente. Se han hecho afirmaciones en el sentido de que se ha usado exitosamente hasta 5% de fibra de vidrio por volumen en el
mortero de arena-cemento sin formar bolas. Los productos de fibra de vidrio expuestos a ambientes a la intemperie han mostrado una pérdida de resistencia y ductilidad. Las razones para esto no son claras y se especula que el...
causas y
soluciones
Febrero 2007
problemas,
editado por el instituto mexicano del cemento y del concreto
Concreto reforzado con fibras
®
ilustraciones: Felipe Hernández
13
s e c c i ó n coleccionable
13
ConCrEto rEforzado
Concreto reforzado con fibras
E
l concreto hecho con cemento Portland tiene ciertas características: esrelativamente resistente en compresión pero débil en tensión y tiende a ser frágil. La debilidad en tensión puede ser superada por el uso de refuerzo convencional de varilla y, en cierta medida, por la inclusión de un volumen suficiente de ciertas fibras.
El uso de fibras
La t e n a c i d a d se define como el área bajo una curva carga-deflexión (o esfuerzo-deformación). En la Figura 1 se puede verque, al agregar fibras al concreto se incrementa en forma importante la tenacidad del material; es decir, el concreto reforzado con fibras es capaz de soportar cargas bajo flexiones o deformaciones mucho mayores que aquellas a las cuales aparece el primer agrietamiento en la matriz.
Figura 1. Curvas típicas de esfuerzo-deformación para concreto reforzado con fibras.
El concepto de tenacidadPara el uso efectivo de fibras en el concreto endurecido se deben tener contempladas las siguientes características: • Las fibras deben ser significativamente más rígidas que la matriz, es decir, un módulo de elasticidad más alto. • El contenido de fibras por volumen debe ser adecuado. • Debe haber una buena adherencia entre la fibra y la matriz. • La longitud de las fibras debe ser suficiente. •Las fibras deben tener una alta relación de aspecto; es decir, deben ser largas con relación a su diámetro. Debe de hacerse notar que la información publicada tiende a tratar con concentraciones con un alto volumen de fibras. Sin embargo, por razones económicas, la tendencia actual en la práctica es la de minimizar el volumen de las fibras, en cuyo caso los mejoramientos en las propiedades puedenser marginales. Para las cantidades de fibra típicamente usadas (menos del 1% por volumen para el acero y aproximadamente 0.1%
FRC con alto volúmen de fibras Esfuerzo
FRC con bajo volúmen de fibras Concrerto simple Deformación
68
construcción y tecnología
por volumen para el polipropileno) las fibras no tendrán un efecto significativo en la resistencia o el módulo de elasticidad delcompuesto.También debe de hacerse notar que las concentraciones en un alto volumen de ciertas fibras pueden hacer que el concreto fresco no pueda trabajarse.
Tipos de fibras Vidrio
Se descubrió que las fibras de vidrio en la forma en que se usaron primero, eran reactivas a álcalis, y los productos en los que eran usados se deterioraban rápidamente. El vidrio resistente a los álcalis con uncontenido de 16% de circona fue formulado exitosamente entre 1960 y 1971. Otras fuentes de vidrio resistentes a álcalis fueron desarrolladas durante los años setentas y ochentas, con contenidos más altos de circona. La fibra de vidrio resistente a los álcalis se usa en la fabricación de productos de cemento reforzado con vidrio (GRC: glassreinforced concrete), los cuales tienen un amplio rango deaplicaciones. La fibra de vidrio está disponible en longitudes continuas o en trozos. Se utilizan longitudes de fibra de hasta 35 mm en aplicaciones de rociado y las longitudes de 25 mm en aplicaciones de premezclado. Esta fibra tiene alta resistencia a tensión (2–4 GPa) y alto módulo elástico (70–80 GPa) pero tiene características quebradizas en esfuerzo-deformación (2.5–4.8% de alargamiento a larotura) y poca fluencia a temperatura ambiente. Se han hecho afirmaciones en el sentido de que se ha usado exitosamente hasta 5% de fibra de vidrio por volumen en el
mortero de arena-cemento sin formar bolas. Los productos de fibra de vidrio expuestos a ambientes a la intemperie han mostrado una pérdida de resistencia y ductilidad. Las razones para esto no son claras y se especula que el...
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