El hormigón reforzado con fibras es un material compuesto formado por material fibroso que aumenta su integridad estructural. Incluye mezclas de cemento, mortero u hormigón y fibras adecuadas discontinuas, discretas y uniformemente dispersas. Las fibras se suelen utilizar en el hormigón para controlar el agrietamiento debido a la contracción plástica y a la contracción por secado. También reducen la permeabilidad del hormigón y, por tanto, el sangrado del agua.

Ventajas del hormigón reforzado con fibras

• El hormigón reforzado con fibras puede ser útil cuando se desea una alta resistencia a la tracción y una reducción de la fisuración o cuando no se puede colocar un refuerzo convencional
• Mejora la resistencia al impacto del hormigón, limita el crecimiento de las fisuras y conduce a una mayor capacidad de deformación del material compuesto
• Para proyectos industriales, se utilizan fibras macrosintéticas para mejorar la durabilidad del hormigón. Hechas de materiales sintéticos, estas fibras son largas y gruesas en tamaño y pueden ser utilizadas como un reemplazo para el refuerzo de barras o telas
• Añadir fibras al hormigón mejorará su resistencia a la congelación y descongelación y ayudará a mantener el hormigón fuerte y atractivo durante períodos prolongados.
• Mejora la cohesión de la mezcla, mejorando la capacidad de bombeo a largas distancias
• Aumenta la resistencia a la contracción plástica durante el curado
• Minimiza los requisitos de refuerzo de acero
• Controla el ancho de las fisuras de forma ajustada, mejorando así la durabilidad
• Reduce la segregación y el sangrado del agua
• FRC, la tenacidad es entre 10 y 40 veces mayor que la del hormigón simple
• La adición de fibras aumenta la resistencia a la fatiga
• Las fibras aumentan la capacidad de corte de las vigas de hormigón armado

Diferentes tipos de hormigón reforzado con fibras

Las fibras para el hormigón están disponibles en diferentes tamaños y formas. Los principales factores que afectan a las características del hormigón reforzado con fibras son la relación agua-cemento, el porcentaje de fibras, el diámetro y la longitud de las fibras. A continuación se presentan diferentes tipos de hormigón reforzado con fibra utilizados en la construcción.

Hormigón reforzado con fibra de acero

La fibra de acero es un refuerzo metálico. Una cierta cantidad de fibra de acero en el hormigón puede causar cambios cualitativos en la propiedad física del hormigón. Puede aumentar en gran medida la resistencia al agrietamiento, al impacto, a la fatiga y a la flexión, la tenacidad, la durabilidad y otras. Para mejorar el comportamiento a largo plazo, aumentar la fuerza, la tenacidad y la resistencia a la tensión, el SFRC se está utilizando en estructuras como suelos, viviendas, prefabricados, puentes, túneles, pavimentos pesados y minería. Los tipos de fibras de acero están definidos por la norma ASTM A820 son, Tipo I: alambre estirado en frío, Tipo II; lámina cortada, Tipo III: extraída por fusión, Tipo IV: cortada en molino y Tipo V: alambre estirado en frío modificado

Hormigón reforzado con fibra de polipropileno (PFR)

El hormigón reforzado con fibra de polipropileno también se conoce como polipropeno o PP. Es una fibra sintética, transformada a partir del propileno, que se utiliza en una gran variedad de aplicaciones. Estas fibras se suelen utilizar en el hormigón para controlar el agrietamiento debido a la contracción plástica y a la contracción por secado. También reducen la permeabilidad del hormigón y, por tanto, el sangrado del agua. La fibra de polipropileno pertenece al grupo de las poliolefinas y es parcialmente cristalina y no polar. Tiene propiedades similares a las del polietileno, pero es más duro y resistente al calor. Es un material blanco y robusto con una gran resistencia química. El polipropileno se fabrica a partir de gas propileno en presencia de un catalizador como el cloruro de titanio. La fibra de polipropileno presenta buenas propiedades de aislamiento térmico y es muy resistente a los ácidos, álcalis y disolventes orgánicos.

Hormigón reforzado con fibra de vidrio

El hormigón reforzado con fibra de vidrio es un material formado por numerosas fibras de vidrio extremadamente finas. La fibra de vidrio tiene propiedades mecánicas más o menos comparables a las de otras fibras como los polímeros y la fibra de carbono. Aunque no es tan rígida como la fibra de carbono, es mucho más barata y significativamente menos frágil cuando se utiliza en materiales compuestos. Por ello, las fibras de vidrio se utilizan como agente de refuerzo de muchos productos poliméricos; para formar un material compuesto de polímero reforzado con fibra (FRP) muy resistente y relativamente ligero, llamado plástico reforzado con fibra de vidrio (GRP), también conocido popularmente como «fibra de vidrio». Este material contiene poco o ningún aire o gas, es más denso y es un aislante térmico mucho más pobre que la lana de vidrio.

Fibras de poliéster

Las fibras de poliéster se utilizan en el hormigón reforzado con fibras para suelos industriales y de almacenes, pavimentos y revestimientos y productos prefabricados. Las micro y macrofibras de poliéster se utilizan en el hormigón para proporcionar una resistencia superior a la formación de grietas por contracción plástica en comparación con el tejido de alambre soldado y para mejorar la tenacidad y la capacidad de proporcionar capacidad estructural cuando se diseña adecuadamente, respectivamente. Las micro y macrofibras de poliéster se utilizan en el hormigón para proporcionar una resistencia superior a la formación de grietas por contracción plástica frente al tejido de alambre soldado y para mejorar la tenacidad y la capacidad de proporcionar capacidad estructural cuando se diseña adecuadamente, respectivamente.

Fibras de carbono

Las fibras de carbono son fibras de unos 5-10 micrómetros de diámetro y compuestas principalmente por átomos de carbono. Las fibras de carbono tienen varias ventajas, como una gran rigidez, una gran resistencia a la tracción, un peso reducido, una gran resistencia química, una tolerancia a las altas temperaturas y una baja expansión térmica. Las fibras de carbono suelen combinarse con otros materiales para formar un compuesto. Cuando se impregna con una resina plástica y se hornea, se forma un polímero reforzado con fibra de carbono (a menudo denominado fibra de carbono) que tiene una relación resistencia-peso muy elevada, y es extremadamente rígido aunque algo frágil. Las fibras de carbono también se combinan con otros materiales, como el grafito, para formar compuestos de carbono reforzado, que tienen una gran tolerancia al calor.

Fibras macrosintéticas

Las fibras macrosintéticas están hechas de una mezcla de polímeros y se desarrollaron originalmente para proporcionar una alternativa a las fibras de acero en algunas aplicaciones. Inicialmente, se identificaron como una alternativa potencial a las fibras de acero en el hormigón proyectado, pero la investigación y el desarrollo crecientes demostraron que tenían un papel que desempeñar en el diseño y la construcción de losas apoyadas en el suelo y en una amplia gama de otras aplicaciones. Son especialmente adecuadas para proporcionar un refuerzo nominal en entornos agresivos, como las estructuras marinas y costeras, ya que no sufren los problemas de manchas y desconchados que puede provocar la corrosión del acero. Además, como no son conductoras, se han utilizado en desarrollos de tranvías y ferrocarriles ligeros.

Fibras microsintéticas

Las fibras microsintéticas proporcionan una resistencia superior a la formación de grietas por contracción plástica frente al refuerzo de alambre soldado, no pueden proporcionar ninguna resistencia a la apertura de más anchos de grietas causadas por la contracción por secado, la carga estructural u otras formas de tensión. Sin embargo, estos productos deberían especificarse regularmente en cualquier tipo de hormigón para mejorar la resistencia al agrietamiento, la protección contra desprendimientos, la durabilidad frente a la congelación y descongelación y mejorar la homogeneidad del hormigón durante su colocación.

Fibras naturales

La fibra natural se obtiene directamente de una fuente animal, vegetal o mineral y se puede convertir en telas no tejidas como el fieltro o el papel o, después de hilarlas, en telas tejidas. Una fibra natural puede definirse además como una aglomeración de células en las que el diámetro es insignificante en comparación con la longitud. Aunque en la naturaleza abundan los materiales fibrosos, especialmente los de tipo celulósico como el algodón, la madera, los granos y la paja. Se recomienda el uso de fibras naturales en la fabricación de hormigón, ya que varios tipos de estas fibras están disponibles localmente y son abundantes. La idea de utilizar estas fibras para mejorar la resistencia y la durabilidad de los materiales frágiles no es nueva; por ejemplo, la paja y la crin de caballo se utilizan para fabricar ladrillos y yeso. Las fibras naturales son adecuadas para reforzar el hormigón y son fáciles de conseguir en los países en desarrollo.

Fibras de celulosa

Las fibras de celulosa se fabrican con éteres o ésteres de celulosa, que pueden obtenerse de la corteza, la madera o las hojas de las plantas, o de otros materiales de origen vegetal. Además de celulosa, las fibras pueden contener también hemicelulosa y lignina, con diferentes porcentajes de estos componentes que alteran las propiedades mecánicas de las fibras. Las principales aplicaciones de las fibras de celulosa son en la industria textil, como filtros químicos, y como compuestos de refuerzo de fibras, debido a sus propiedades similares a las de las fibras de ingeniería, siendo una opción más para los biocompuestos y los compuestos poliméricos.

Aplicación del hormigón reforzado con fibras

Las aplicaciones del hormigón reforzado con fibras dependen del aplicador y del constructor para aprovechar las características estáticas y dinámicas del material. Algunos de sus ámbitos de aplicación son-

• Pista de aterrizaje
• Aparcamiento de aviones
• Pavimentos
• Revestimiento de túneles
• Estabilización de taludes
• Muros
• Tuberías
• Piqueras

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• Presas
• Estructura hidráulica
• Cubiertas elevadas
• Carreteras
• Puentes
• Suelos de almacén

Conclusión

La durabilidad a la estética de la fibra-hormigón reforzado puede añadir beneficios a su proyecto. El hormigón reforzado con fibra ha crecido rápidamente en toda la industria de la construcción desde que los contratistas y los propietarios de viviendas comenzaron a reconocer sus muchos beneficios. El hormigón reforzado con fibra está ganando un interés creciente entre la comunidad del hormigón por la reducción del tiempo de construcción y de los costes de mano de obra. Además de las cuestiones de coste, las cuestiones de calidad son de suma importancia para la construcción y el hormigón reforzado con fibras también cumple estos requisitos.