Resumen de Propiedades mecánicas de hormigones autocompactantes reforzados con fibras de poliolefina y acero

Marcos García Alberti, Iván Rodríguez Osorio, Alejandro Enfedaque Díaz, Jaime Carlos Gálvez Ruiz

• español

  La aparición del hormigón autocompactante (HAC) es probablemente el desarrollo más revolucionario de las últimas décadas en el campo de la construcción. Sin embargo las modificaciones de la composición necesarias para modificar la reología del hormigón no mejoran su resistencia a tracción y ductilidad. Con la aportación de fibras al hormigón, se consiguen mejoras en el comportamiento mecánico y en fractura, además de controlar posibles problemas de fisuración. La efectividad de la acción reforzante de las fibras depende de la distribución, cantidad y orientación de las fibras. En el hormigón autocompactante el flujo puede ayudar a disponer a las fibras de la manera más adecuada. En los últimos años han surgido nuevas fibras poliméricas cuyas propiedades mecánicas permiten plantear la sustitución total o parcial de las fibras de acero en hormigones estructurales reforzados con fibras en aquellas aplicaciones en las que el uso de fibra de acero se debe limitar como es el caso de losas continuas de trenes de alta velocidad o en túneles. Por lo tanto, es de interés el estudio de hormigones confeccionados con fibras de diferente naturaleza.

  Para estudiar la mejora que supone la adición de fibras de acero y de poliolefina a un hormigón autocompactante se ha realizado una campaña experimental para hallar las propiedades mecánicas de un hormigón autocompactante sin fibras, con cada uno de los tipos de fibras por separado y conjuntamente. Se han realizado ensayos de compresión, tracción indirecta, módulo de elasticidad y se ha hallado la energía de fractura.

  Los resultados muestran como se ha mantenido la autocompactabilidad del hormigón en todas las mezclas con fibras aunque se ha reducido respecto al hormigón sin fibras. En la figura 1 se puede observar que la adición de fibras crea ligeras variaciones en el módulo de elasticidad y en la resistencia a compresión. Sin embargo, en todos los casos hay una mejora de la resistencia a tracción indirecta. En la figura 2 se muestran los cambios que suponen la adición de fibras en el comportamiento en fractura del hormigón. Las fibras de acero limitan la caída de carga posterior a la carga máxima y las fibras de poliolefina mantienen la integridad estructural de las probetas hasta flechas de más de 8 mm. La acción de ambas genera un hormigón con un comportamiento mejor al que tendría la suma del comportamiento de ambos tipos de fibras como se aprecia en la figura 2.

• English

  The invention of self-compacting concrete (SCC) is probably the most revolutionary development in the last decades in the construction field. However the modifications of the composition that are necessary to modify the rheology of concrete do not improve its tensile strength or ductility. Adding fibers to concrete it is improve its mechanic and fracture behavior, reducing the cracking problems. The effectiveness of the fiber reinforcement depends on the distribution, amount and orientation of the fibers. In self-compacting concrete the might help to place the fibers in a more effective way.

  Recently a new type of polymeric fibers have appear which mechanical properties allow a total or partial substitution of the steel fibers in structural concretes where the amount of fibers should be reduced such as in high-speed train slabs or tunnels. Therefore it is of interest to study concretes performed with fibers of different materials.

  To study the improvement in the mechanical properties of self-compacting concrete that is achieved adding steel and polyolefin fibers an experimental campaign has been carried out. Four types of concretes have been manufactured: a standard self-compacting concrete, a self-compacting concrete with steel fibers, a self-compacting concrete with polyolefin fibers and a self-compacting concrete with steel and polyolefin fibers.

  The results obtained showed that self compactability has been conserved in the four types of concrete. Nevertheless, in all the concrete with fibers the self-compactability is lower than in the standard self-compacting concrete. Figure 1 shows the variations of the compressive strength and the elastic modulus of the four types of concrete. However, in all concrete with fibers there is an improvement of the indirect tensile strength. Figure 2 shows the improvement of the fracture behavior of the self-compacting concrete with fibers. Steel fibers reduce the load drop that appear after the peak load while the polyolefin fibers help to keep the integrity of the samples above 8mm of deflection. The addition of both types of fibers creates a concrete with a better properties than the added effect of both types of fibers individually.