Se dixésemos que o formigón é o material de construción máis popular e común do mundo, non habería ningunha dúbida. O formigón é o material máis utilizado no mundo, só por detrás da auga.
O formigón reforzado con fibras é unha das moitas innovacións desenvolvidas para mellorar as características de resistencia e outras propiedades do formigón.
Neste artigo, examinaremos o formigón reforzado con fibra, que é este formigón, os seus diferentes tipos e beneficios, e descubriremos se esta mestura de formigón é axeitada para ti.
Que é Fibra Formigón armado?
O formigón reforzado con fibras (FRC) é formigón fresco reforzado con materiais fibrosos. Por exemplo, fibras longas de aceiro. Este método de reforzo mellora as propiedades do formigón normal.
Empréganse moitos materiais fibrosos diferentes para fabricar formigón reforzado con fibras. Este tipo de formigón reforzado volveuse tan popular que se producen varias versións de formigón reforzado con fibras segundo os requisitos da aplicación.
De que está feito o formigón reforzado con fibras?
Os principais compoñentes do formigón reforzado con fibras son:
Cemento hidráulico
O compoñente principal do formigón reforzado con fibras é o cemento hidráulico, que se torna adhesivo despois de reaccionar coa auga. Habitualmente, o cemento Portland úsase como cemento hidráulico no formigón reforzado con fibras.
Fibras
Engadir fibras longas altera as propiedades do formigón fresco en función do tipo de material fibroso empregado. Hai catro categorías de fibras que se empregan xeralmente na produción de formigón reforzado con fibras. Estas fibras de formigón son:
fibras de aceiro
fibras de vidro
fibras sintéticas
fibras naturais
Agregados
Un árido proporciona a resistencia aglutinante no formigón á vez que reduce o volume de cemento necesario. Algúns áridos comúns son area, pedra triturada e grava.
Breve historia do FRC
O ferro fundido (FRC) existe desde hai moito tempo, pero as fibras do formigón melloráronse. Antigamente, cando os edificios se construían con pedras, o morteiro actuaba como axente aglutinante que os mantiña unidos. O morteiro reforzábase con crina de cabalo.
Do mesmo xeito, no caso da construción con ladrillos de barro, a palla foi o principal material de reforzo. Cando o formigón se converteu nun dos materiais de construción máis comúns, empregáronse fibras de amianto como reforzo.
Non obstante, a medida que avanzaban as décadas, a xente foi tomando máis conciencia dos riscos para a saúde do amianto e de como causa cancro. Durante a década de 1960, en lugar do amianto, outras fibras como o aceiro e o vidro gañaron popularidade.
Cal é o efecto das fibras no formigón?
Engadir fibras ao formigón produce varios efectos. A magnitude destes varía segundo as fibras específicas empregadas. A mellora na capacidade portante depende de varios factores, como o número de fibras de reforzo en relación co volume total, denominado fracción volumétrica, e a relación de aspecto, obtida dividindo a lonxitude da fibra polo diámetro da fibra en cuestión.
As fibras xeralmente teñen como propósito principal reducir as fisuras no formigón mellorando a súa resistencia á flexión. As fisuras no formigón prodúcense debido á retracción do formigón. A retracción do formigón pode ocorrer por múltiples razóns, como a retracción por secado e a retracción plástica.
Ademais, as fibras reducen a permeabilidade do formigón, eliminando a posibilidade de filtracións de auga a través das estruturas de formigón.
Cales son os diferentes tipos de formigón reforzado con fibra?
Existen varios tipos de materiais compostos de formigón reforzado con fibra en aplicacións populares. Algúns deles inclúen:
Formigón reforzado con fibra de aceiro
O formigón reforzado con fibras de aceiro é un dos tipos de FRC máis estendidos. Engadir fibras de aceiro de reforzo ao formigón, mesmo en pequenas cantidades, leva a melloras significativas nas propiedades do formigón.
O formigón reforzado con fibra de aceiro úsase en aplicacións con requisitos de formigón pesado, como pontes, pisos, túneles, minería, prefabricados, etc.
Existen moitos tipos diferentes de fibras de aceiro que se empregan para reforzar o formigón, como o arame estirado en frío (Tipo 1), as fibras de chapa de aceiro cortadas (Tipo 2), as extraídas por fusión (Tipo 3), as cortadas en laminación (Tipo 4) e o arame estirado en frío modificado (Tipo 5).
Formigón reforzado con fibra de polipropileno (PFRC)
O PFRC usa fibras sintéticas chamadas fibras de polipropileno, un tipo de termoplástico. Engadir polipropileno ao formigón ten moitas vantaxes, que analizaremos na seguinte sección.
O polipropileno comparte moitas características co polieteno, con propiedades endurecidas melloradas, resistencia á flexión e maior resistencia á calor.
Ademais, esta fibra ten unha alta resistencia a produtos químicos como ácidos e solventes orgánicos, e confire propiedades similares ao formigón.
Formigón reforzado con fibra de vidro (GFRC)
Unha mestura de formigón reforzado con fibra de vidro inclúe moitas partículas de vidro pequenas. Como fan estas partículas o formigón máis resistente?
Aínda que un panel de vidro grande é delicado, a fibra de vidro ten unha resistencia estrutural moi alta. Ademais desta resistencia, as fibras son un aditivo de baixo custo, o que fai que a mestura final de formigón sexa máis barata que alternativas como o formigón reforzado con fibra de aceiro.
As mesmas fibras engadidas ao plástico dan lugar a un material composto de fibra de vidro con excelentes propiedades de resistencia á tracción.
Formigón reforzado con fibra de poliéster
As fibras de poliéster para formigón reforzado con fibras están dispoñibles como microfibras e macrofibras. As fibras de poliéster contribúen á mellora da resistencia á fisuración deste tipo de formigón reforzado con fibras.
O formigón reforzado con fibra de poliéster ten maior tenacidade e unha maior integridade estrutural. A súa maior durabilidade fai que este tipo de formigón sexa ideal para pavimentos industriais, pavimentos de almacéns, estruturas prefabricadas, revestimentos e aplicacións comerciais similares.
Formigón reforzado con fibra de carbono
Algunha vez escoitaches falar do aceiro con fibra de carbono? O concepto é similar para o formigón reforzado con fibra de carbono.
Aínda que engadir fibra de carbono ao formigón é un proceso máis complexo que engadir cemento ou vidro, o formigón resultante ten unha alta rixidez e resistencia. Non obstante, cunha alta rixidez, o formigón vólvese máis fráxil (como o aceiro ao carbono).
Fibra sintética macro formigón armado
O uso de macrofibras sintéticas no formigón xurdiu como unha alternativa ao reforzo de aceiro. Despois de todo, o reforzo de aceiro pode ser un complemento custoso para o formigón.
Co crecente uso, as fibras macrosintéticas convertéronse en algo máis que unha simple alternativa. Estas fibras teñen moitas aplicacións propias, especialmente en estruturas soportadas polo chan.
O reforzo de aceiro pode corroerse en zonas con alta humidade, como os ambientes mariños, e as fibras de vidro corren o risco de desconchado. As macrofibras sintéticas ofrecen unha alta resistencia a estes factores, polo que son un complemento valioso para o formigón nestes ambientes.
Formigón reforzado con fibra natural
As fibras naturais proceden de plantas, animais e minerais naturais. Como mencionamos na sección sobre a historia do ferro fundido, as fibras naturais empregáronse no proceso de construción desde a antigüidade.
Non importa onde se empregue o formigón, haberá unha abundancia de fibras naturais presentes. Estas fibras tamén axudan a reducir o custo de fabricación de FRC.
Algunhas fibras naturais inclúen o algodón, a palla, a madeira e os grans.
Cales son os beneficios de usar formigón reforzado con fibras
Engadir diferentes fibras ao formigón produce varios beneficios. O formigón reforzado con fibras clasifícase segundo a fibra engadida. Os beneficios específicos do FRC dependerán do tipo de FRC utilizado.
En xeral, estas son as vantaxes asociadas con algúns tipos comúns de formigón reforzado con fibras:
Reforzo de fibra de vidro
O reforzo de fibra de vidro aumenta a resistencia estrutural do formigón sen aumentar os custos significativamente. O vidro é un dos materiais de fibra máis baratos.
Este tipo de reforzo úsase para mellorar o atractivo estético da estrutura de formigón. As fibras curtas e discretas pódense ver na estrutura de formigón despois de que seque.
Este método de reforzo engade resistencia á tracción a todas as áreas, a diferenza do reforzo tradicional con barras de aceiro, onde a resistencia á tracción está limitada á dirección das barras.
Reforzo de fibra de aceiro
O aceiro proporciona a maior resistencia estrutural no formigón reforzado con fibras.
Coa adición de fibras de aceiro, o formigón require menos reforzos de barras de aceiro.
As fibras producen unha maior resistencia aos impactos e ás abrasións.
Mellora da resistencia ao desconxelamento e outras características de temperatura do edificio.
Mitiga o risco de fendas ao reducir o ancho das fendas.
Fibras de polipropileno e reforzo de formigón de nailon
Ofrece a capacidade de bombear o formigón a longa distancia aumentando as propiedades de cohesión.
Mellora as características de temperatura (por exemplo, a resistencia ao desconxelamento).
Mellora a ductilidade do formigón e reduce a súa natureza fráxil.
En caso de incendio, as estruturas de formigón con fibras de polipropileno e fibras de nailon son resistentes ao desconchado explosivo.
Resulta nunha alta resistencia ao impacto e á abrasión.
Cales son as aplicacións do formigón reforzado con fibras?
O tipo de FRC empregado pode variar segundo o proxecto de construción en particular. En xeral, a maioría dos proxectos de enxeñaría civil utilizan FRC. Por exemplo::
Paredes
Pavimentos
Presas
Pasarelas
Estradas
Tubos de formigón
Pontes
plantas de almacén
pozos de inspección
Túneles
Pavimentos
Como obter formigón reforzado con fibra?
Como xa sabes, o formigón reforzado con fibras non é só un produto. Existen varios formigóns con diferentes técnicas de reforzo que resultan en propiedades específicas melloradas.
Hai fibras de aceiro de alta resistencia que amplifican a integridade estrutural do colector de formigón. Ademais, o vidro e os materiais fibrosos sintéticos ofrecen unha resistencia moderada pero a un custo máis económico.
POR Daniel Arkin
Data de publicación: 07-04-2023