La eficiencia de las fibras para el reforzamiento de concreto

29 diciembre, 2023

El reforzamiento del concreto mediante fibras (como las de polipropileno, que es el mismo material usado para fabricar rafia de precio competitivo) es una práctica común en nuestro país. Ejemplo de ello son varios proyectos creados por ese método, como los túneles emisores Oriente y Poniente II.  Se trata de una opción bastante útil para construir obras subterráneas, como las vías del metro o túneles, aunque igual se aplica en otras obras, como pisos industriales, materiales prefabricados, revestimientos, taludes, entre otros. Se trata de un material altamente eficiente, lo que está corroborado por expertos.

El concreto reforzado y sus características

Cuando se integran las fibras de rafia de polipropileno o de otros materiales como el acero, es posible colocar el refuerzo y el concreto de forma simultánea, lo que conlleva notables ahorros tanto en la elaboración como colocación del hormigón, así como beneficios económicos al finalizar el proyecto. Esto es lo que da origen al llamado concreto reforzado, que consiste en un material producido a partir de agua, agregados finos y gruesos, cemento Portland y las fibras, que son las que influyen en sus características mecánicas.

En comparación con el concreto convencional, presenta una resistencia superior ante deformaciones manteniendo la carga. Esto deriva en una capacidad residual mejorada o mayor ductilidad, lo que es posible cuantificar al medir la absorción de energía. En el sector de la construcción, las fibras ofrecen notables beneficios, por ejemplo, una mayor resistencia ante flexión, impactos, incendios, incrementos en la tenacidad, un mejor control del agrietamiento, entre otros.

La eficiencia del concreto reforzado con fibras

La forma en la que se usan las fibras como las de rafia de precio competitivo es la siguiente:

  • Estas se añaden de manera directa en el mezclador con el concreto ya colocado, como si fuese un ingrediente más en la mezcla.
  • Una vez agregadas, se mezclan con tiempos y secuencias que varían según el tipo de fibra usada, ya sea de rafia blanca, acero u otros plásticos.
  • Cuando se distribuye aleatoriamente en la matriz de hormigón, producen una especie de puente entre las grietas, que pueden aparecer cuando la mezcla está en estado fresco.
  • Al endurecer el concreto, se obtiene una ductilidad mejorada en el postagrietamiento.

Es así como las fibras añaden ductilidad a la mezcla, al menos la necesaria para una mayor absorción de energía antes de las fisuras, aunque igual ofrece otros beneficios como la inhibición de la propagación del agrietamiento y la resistencia a la tracción.

Como mencionamos, hay varios tipos de fibras, siendo las de acero y las de propileno las favoritas para las empresas constructoras. Estos tipos difieren según el material, pero hay otras clasificaciones, por ejemplo, según sus dimensiones se agrupan en macrofibras y microfibras y, según su uso en estructurales y no estructurales.

Ahora bien, con respecto a la eficiencia de las fibras, retomemos las palabras del investigador de la UNAM Carlos Antiveros, quien se especializa en concreto reforzado y que fue merecedor del Premio Innovación Cemex por sus aportes a esta tecnología de construcción. Menciona que, cuando el hormigón no ha endurecido, su resistencia se ha desarrollado de forma parcial. En este estado plástico no tiene suficiente resistencia a la tensión, lo que deriva en agrietamiento por contracción plástica. Tal resultado suele ocurrir al manejar grandes volúmenes y superficies de concreto, asimismo, cuando hay condiciones externas desfavorables, como baja humedad relativa, temperaturas altas y vientos fuertes.

Pero, cuando la fibra se agrega a la mezcla, aumenta considerablemente la resistencia a la tensión del concreto mientras está fresco, impidiendo así el proceso de fisuración. Este proceso eficiente varía según las dosis agregadas de fibra, así como su tipo. Carlos Antiveros igual señala que se requieren pruebas para determinar la dosis requerida para lograr un eficiente control de las grietas, como la producción de anillos de hormigón que, bajo un entorno controlado, son sometidos a niveles específicos de humedad relativa, velocidad de viento y temperatura por varias horas (aproximadamente 6).

Una vez hecha la prueba, se determinan las dimensiones de las fisuras para, de esta manera, determinar ciertos parámetros de control, por ejemplo, área e índice de agrietamiento, espesor máximo, entre otros.

Las fibras de polipropileno: un material altamente eficiente

Como mencionamos, estas fibras fabricadas con el mismo material usado para los super sacos están entre las más utilizadas. Destacan por su precio competitivo y lo fácil que es manejarlas. Son producidas a partir de multifilamentos de polipropileno y actúan como refuerzo secundario para evitar el agrietamiento al solidificar el concreto. Reducen igual las grietas por variaciones de temperatura y contracción plástica, el líquido de sangrado y la segregación, además, incrementan la resistencia a la flexión.

Otras características notables es la reducción de residuos y que pueden usarse para reemplazar las mallas electrosoldadas. Combinan muy bien con otros aditivos usados en los concretos y se puede usar en muchos tipos de concreto, sin comprometer sus excelentes propiedades. Cabe agregar que se usa igual para la creación de estacionamientos, sistemas losacero, concreto lanzado, entre otros proyectos.

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