El hormigón reforzado con fibra es un tipo de hormigón de cemento, en el que las fibras / fibras se distribuyen de manera bastante uniforme como material de refuerzo .
El hormigón de fibra es un material de construcción compuesto para la construcción monolítica, que se obtiene añadiendo fibra al hormigón. La fibra es un microrefuerzo que refuerza uniformemente el concreto en todos los planos, aumenta la clase de concreto, la resistencia, la resistencia al impacto y reduce la formación de grietas por retracción. La fibra de acero es un producto hecho de alambre de acero con extremos doblados (anclajes) en los extremos, que se adhieren firmemente al hormigón y absorben las tensiones resultantes.
La fibra se mezcla con el hormigón inmediatamente antes del vertido o directamente en la planta de hormigón durante la producción de la mezcla de hormigón, lo cual es óptimo en términos de tecnología.
El hormigón reforzado con fibra se utiliza en estructuras prefabricadas y monolíticas que funcionan con cargas alternas. La característica más importante del hormigón reforzado con fibra, la resistencia a la tracción, no es solo una característica directa del material, sino también indirecta, y refleja su resistencia a otras influencias. Otra característica importante del hormigón reforzado con fibra es su durabilidad. En cuanto al trabajo de destrucción, el hormigón reforzado con fibras puede superar al hormigón entre 15 y 20 veces [1] .
El principal componente del hormigón con fibra de vidrio, que determina sus propiedades únicas y su excepcional rendimiento, es la fibra de vidrio , que actúa como refuerzo en la matriz del hormigón. Mientras tanto, las matrices de hormigón a base de cemento Portland tienen una alcalinidad significativa , que está presente en el hormigón no solo en la etapa de su producción, sino que también permanece en él después. Cuando se utilizan fibras de vidrio como material de refuerzo en combinación con cemento Portland, la fibra debe soportar el contenido alcalino del cemento durante mucho tiempo. La fibra del vidrio de aluminoborosilicato común no es estable en el ambiente alcalino del concreto, por lo tanto, se usa vidrio de una composición química diferente para el refuerzo, basado en zirconio [2] .
El hormigón reforzado con fibra de acero es un material compuesto de construcción , que es hormigón reforzado con fibras de acero . El hormigón armado con fibra de acero consta de tres componentes: agregado grueso ( piedra triturada ), fibras de acero (fibras) y un aglutinante (mortero). La resistencia del hormigón con fibra de acero depende de la clase del hormigón original: la matriz, el tipo y el tamaño de la fibra de acero, la naturaleza de su superficie, la geometría y el tamaño de la sección del elemento. El aumento de la resistencia a la compresión es directamente proporcional al contenido de fibras y alcanza el 140-150% con un 2-3% de refuerzo. En el caso general, el límite de resistencia a la fisuración de este tipo de hormigón aumenta del 30 al 80% en comparación con el hormigón armado , - con fisuras que se abren hasta 0,05 mm en 6-10 veces.
El refuerzo de fibra de acero se utiliza en estructuras monolíticas de hormigón armado y estructuras prefabricadas prefabricadas.
A pesar de la amplia variedad de tamaños disponibles de fibras de acero, principalmente las fibras de acero usadas de varias formas tienen un diámetro de 0,2-1,2 mm y una longitud de 5 a 12 cm, debido a varios factores, no pueden usarse satisfactoriamente para crear recubrimientos de capa delgada. . Así, se ha confirmado experimentalmente que el diámetro de la fibra utilizada determina el ancho de apertura inicial de la fisura en el compuesto: cuando se utilizan fibras de acero de Ø 0,3 mm, las fisuras tienen el carácter de roturas locales, su tamaño no supera las 1-3 micras. ; un aumento del diámetro de la fibra a Ø 0,9 mm conduce, en las mismas condiciones, a un aumento del ancho inicial de la fisura hasta 7-10 µm [3] .
Debido a la débil adherencia del metal a la matriz de cemento , se producen fibras metálicas en diferentes configuraciones para aumentar el anclaje: onduladas, con extremos aplanados y doblados.
Tiene un alto módulo de elasticidad y buena resistencia a la tracción. En las últimas décadas se han desarrollado nuevas soluciones tecnológicas que permiten reducir el coste de fabricación de la fibra de basalto , por lo que en la actualidad existe una competencia bastante seria con las fibras de acero [4] .
La principal característica distintiva del hormigón reforzado con fibras de basalto es su alta resistencia para todo tipo de estados tensionales y la capacidad de soportar grandes deformaciones en un estado elástico [5] . Las estructuras de hormigón basáltico tienen mayor resistencia y deformabilidad que estructuras similares de cemento reforzado con refuerzo de malla de acero, ya que la fibra de basalto que las refuerza no solo supera a las mallas de acero en estos parámetros, sino que también proporciona un mayor grado de dispersión del refuerzo de piedra de cemento .
Cabe señalar que durante el endurecimiento de la piedra de cemento, se destruye la superficie de la delgada fibra de basalto. La resistencia de la fibra disminuye, sin embargo, las conchas formadas aumentan la fuerza de adhesión de la piedra de cemento y la fibra, como resultado de lo cual también aumenta la resistencia del producto en sí. Cuando se usan fibras gruesas, su fuerza no cambia.
Las fibras finas de vidrio y circonio con un diámetro de 8-10 micrones corresponden en resistencia al alambre trefilado en frío con alto contenido de carbono, pero su densidad es varias veces menor. El módulo de elasticidad es aproximadamente tres veces mayor que el módulo de elasticidad de la matriz. Sin embargo, la producción de fibras finas y su combinación en hilos complejos requiere equipos costosos [6] . Además, en la producción de vidrio se utiliza una carga multicomponente , lo que incide en el costo de las fibras. La distribución uniforme de tales fibras en la composición requiere métodos especiales (pulverización, moldeo por contacto) y equipos que aumentan el costo de construcción.
Las fibras de polipropileno se caracterizan por una adhesión confiable a la matriz de concreto, pero al mismo tiempo se caracterizan por una mayor deformabilidad, ya que el módulo de elasticidad de dichas fibras no es más que 1/4 del módulo de elasticidad de la matriz de concreto. Por lo tanto, tales fibras no se pueden usar como refuerzo de carga efectivo y se usan, por regla general, para refuerzo adicional (constructivo), que ayuda a prevenir daños y pinchazos en el concreto durante el transporte y la instalación de productos, un aumento parcial en la resistencia al impacto, resistencia a la abrasión, etc. Al mismo tiempo, en el curso de muchos años de investigación [7] , se encontró que los productos reforzados con fibras de polipropileno se caracterizan por deformaciones significativas incluso con cargas de tracción bajas, lo que se explica por la baja adherencia del polipropileno . en la matriz de cemento. Además, dichos productos pierden sus propiedades de resistencia con el tiempo y tienen una alta abrasión superficial .