Hormigones Especiales (II): Hormigón Reforzado con Fibras

Hoy le toca el turno a los hormigones reforzados con fibras. Algunos de los inconvenientes que presenta el hormigón tradicional pueden reducirse incorporando fibras cortas en su masa. Estas fibras una vez amasadas hasta conseguir una distribución discreta y uniforme, crean un material más homogéneo cuya resistencia a tracción y resistencia a la fatiga es mayor que la del hormigón tradicional.

Por un lado, la matriz, bien sea hormigón o mortero, proporciona la resistencia a compresión y rigidez, distribuyendo los esfuerzos y protegiendo las fibras. El fibrocementeo es una matriz reforzada con asbesto que se emplea para incrementar su resistencia a flexotracción.

Por el otro, las fibras soportan los esfuerzos a tracción, controlando la fisuración y mejorando la tenacidad. La eficacia y efectividad de estas soluciones depende del tipo de fibras:

Tipos de fibras empleadas en el hormigón

Las fibras empleadas pueden de tres tipos: minerales, orgánicas y metálicas. Las fibras más empleadas son las de acero, tanto para morteros como para hormigones. Las de vidrio se usan en moteros y pastas, en capas delgadas para mejorar la resistencia a tracción. Las fibras plásticas, especialmente las de propileno, se emplean en hormigones resistentes a choques o impactos.

tipos de fibras empleadas para reforzar el hormigon

Hormigones con fibras metálicas

Las fibras metálicas más comunes son las de acero por ser eficaces y económicas, así como por su elevado modulo de elasticidad, 10 veces superior al del hormigón, y una buena adherencia a la pasta. Las fibras de acero al carbono se emplean en hormigones que requieren mejorar su resistencia a tracción, flexión, su capacidad de absorción de energía y el control de la fisuración. Las de acero inoxidable se utilizan para mejorar estas mismas propiedades en hormigones refractarios.

La incorporación de fibras de acero produce:

  1. Aumento de la resistencia a flexo tracción y tracción.
  2. Un ligero aumento de la resistencia a compresión.
  3. Aumento de la resistencia a fatiga y tenacidad.

El hormigón reforzado con fibras de acero se utilizan en prefabricados, tubos canales arquetas en pavimentos, revestimiento de túneles, estructuras de seguridad. A su vez, se emplean hormigones con fibras de acero inoxidable, en el revestimiento refractario de hornos y conductos de humo.

formas fibras metalicas para hormigon reforzado

Dosificación, amasado y puesta en obra.

Las fibras reducen la docilidad de la mezcla debido a su forma y rigidez, por lo que la proporcion de elementos finos y gruesos debe ser la adecuada. La formación de erizos está relacionada con muchos parámetros tales como la esbeltez de las fibras, su porcentaje en la mezcla, el tamaño máximo del árido (no emplear áridos de tamaño superior a 20 mm) y su granulometría.

Estos hormigones son difíciles de trabajar cuando la dosificación de fibras sobrepasa el 2% en el volumen de hormigón o del 4% del mortero. Para asegurar la dispersión de las fibras hay que emplear relaciones agua/cemento comprendidas entre 0,5 y 0,6 con dosificaciones de cemento altas, hasta los 400kg por m3.

El amasado puede efectuarse en central o en la misma obra. Si se realiza en la misma central, basta con añadir las fibras a la mezcla y amasar el conjunto durante minuto y medio aproximadamente. Por otro lado, si el amasado se realiza a pie de obras, las fibras se añaden al camión-hormigonera y se mantiene girando la cuba a toda velocidad durante minuto y medio.

La puesta en obra del hormigón reforzado con fibras se realiza con los sistemas tradicionales, incluido el bombeado. En lo referente a la compactación, se siguen las mismas directrices que con el hormigón convencional, aunque hay que destacar que el vibrado tiene el inconveniente de que en el hueco que dejan al sacarlos del hormigón no suelen entrar fibras con lo cual se producen heterogeneidades en la masa.

Hormigones con fibras de polipropileno

Al contrario que las fibras de hormigón, el modulo de elasticidad de estas fibras es bajo lo que provoca que la resistencia a flexión del hormigón no aumente de forma significativa y que las deformaciones una vez fisurado sean elevadas.

Este inconveniente se elimina empleando fibras en forma de redes que se abren en el hormigón y utilizando proporciones grandes de fibras. Con un 0,6 % de fibras se puede incrementar la resistencia a flexión en un 25%. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la resistencia a compresión, disminuye tanto en cuanto mayor es la dosificación de fibras y la longitud de las mismas.

En cuanto al control de la fisuración, si el volumen de fibras es superior al 2,3%, la fisuración que se produce es múltiple. Por el contrario, si es reducido solo aparece una una fisura. También mejora mucho la resistencia del hormigón ante impactos (de 2 a 10 veces superior a la del hormigón tradicional).

Las fibras de polipropileno se mezclan sin problema en hormigoneras tradicionales. No existe problema de formación de erizos o bolas cuando se utilizan grandes dosificaciones. A su vez, este tipo de fibras se presta muy bien a su empleo en hormigones bombeados y poseen la ventaja de no ser atacadas por los álcalis y de no corroerse. Sus inconvenientes principales radican en su bajo modulo de elasticidad, que las hace muy deformables, y en la pobre adherencia con el hormigón.

Hormigones con fibras de vidrio

Las fibras de vidrio destacan por su alta resistencia a tracción y su aceptable modulo de elasticidad, pero tienen el grave inconveniente de ser atacadas por los álcalis de los cementos portland.

fibra de vidrio para hormigon reforzado

Estas fibras no se emplean en forma de filamentos sueltos sino formando conjuntos de filamentos o cordones. Para lograr una buena dispersión de fibras en el amasado, suele usarse un aditivo a base de óxido de polietileno mezclado con el agua. El porcentaje de fibras a emplear varía entre el 2 y el 5% en peso de los materiales secos. La resistencia a compresión decrece dependiendo de la relación agua/cemento empleada.Cuando esta relación es baja, la resistencia a compresión desciende hasta un 20%, y para altas hasta un 30%.


Y hasta aquí el artículo de hoy, un poco extenso pero espero que te haya resultado útil. Déjame tu comentario y compártelo si has llegado hasta aquí. 😉

¡Ah! Y la semana que viene te espero con un post sobre el hormigón de alta resistencia. Te recuerdo que este artículo forma parte de una serie de seis artículos sobre distintos tipos de hormigones especiales:

Un saludo compañero! 🙂

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12 comentarios en «Hormigones Especiales (II): Hormigón Reforzado con Fibras»

  1. hola como estas, super interesante su articulo quizá conoce de alguna obra hecha en estados unidos con hormigones especiales ?

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  2. Hola que comportamiento tendria si coloco una malla o red cuando aplico revoque o revestimientos o como tambien se dice enlucido, yo realizo unos paneles de isopor o telgopor aqui en argentina (EPS) donde les doy una alisada con concreto de arena y cemento portland o tambien con mortero adhesivo de ceramicas, el polipropileno en cordones formando una red se destruye dentro de esa capa de concreto? gracias y saludos

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  3. Es posible que la fibra se deshaga en el hormigón? Porque me están echando unos camiones de hormigón lo he pedido con fibra y le comentó que no se ve y dice que se deshace, gracias

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