Edificios con Concreto Reforzado con Fibra: Principales Propiedades y Beneficios

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El hormigón reforzado con fibra (TRC) o la matriz cementosa reforzada con fibra (FRCM) es un material de hormigón compuesto que emplea refuerzo de fibra en lugar de refuerzo de acero. Los TRC se han utilizado ampliamente en la construcción durante las últimas dos décadas y son una solución prometedora para la modernización y el refuerzo de estructuras de hormigón.

Las telas o textiles utilizados para TRC incluyen yute, vidrio, fibra, Kevlar, poliamida, nailon, etc.

Este artículo analiza las características, propiedades y beneficios importantes del hormigón reforzado con fibras.

Características del hormigón reforzado con fibra.

El concreto reforzado a la tracción produce estructuras que son inherentemente delgadas y maleables. Tiene la capacidad de retener la alta resistencia a la tracción del hormigón.

La malla textil utilizada para el refuerzo debe estar lo suficientemente abierta para permitir el paso del hormigón durante el proceso de vertido del hormigón. La colocación de las barras de refuerzo también juega un papel importante al darle al concreto su máxima resistencia.

El material TRC utilizado debe tener un alto alargamiento antes de la rotura, alta resistencia a la tracción y un módulo más alto que la matriz de hormigón circundante.

Estructura y Composición del Hormigón y Mortero Reforzado con Fibras

El hormigón reforzado con fibra consiste en fibras fibrosas de alta resistencia. Como se muestra en la Figura 2, tiene una configuración de malla abierta que contiene una matriz inorgánica como cemento o mortero a base de cal hidráulica. El material compuesto adopta una matriz de hormigón fino y material de fibra de alto rendimiento. Algunos de los materiales de tela superior utilizados para TRC son vidrio resistente a los álcalis (AR) o basalto.

El refuerzo de malla de fibra para hormigón consiste en mechas de fibra dispuestas en dos o más direcciones. Estas mechas de fibra están separadas para formar una malla. Estas perforaciones entre las mechas de fibra permiten un enclavamiento mecánico entre la matriz de hormigón y el refuerzo. Estos textiles están recubiertos. Los refuerzos textiles revestidos mejoran la estabilidad y el enclavamiento mecánico de los refuerzos textiles con la matriz. Los textiles revestidos son rígidos como las telas de acero, pero no se pueden usar para formas complejas.

Fibras utilizadas en sistemas de hormigón reforzado con fibras

La figura 2 muestra las fibras utilizadas en el hormigón reforzado con fibra. Los tamaños de malla disponibles comercialmente de las fibras no metálicas más comunes para aplicaciones de refuerzo de hormigón suelen variar entre 8 y 30 mm. Peso entre 150 y 600 g/m²El peso de la malla de fibra depende del tipo de material.

Las fibras de la tela se adhieren al mortero y proporcionan una buena adherencia. El mortero o mezcla de hormigón utilizado para TRC debe tener suficiente plasticidad, baja viscosidad, buena trabajabilidad y suficiente resistencia al corte para lograr esta unión. Por lo tanto, las matrices basadas principalmente en cemento son las más utilizadas para los sistemas TRC.

Fabricación de hormigón reforzado con fibra.

Los principales factores que afectan la producción de hormigón reforzado con fibras son:

1. Calidad de la mezcla de concreto
2. Interacción de textiles y hormigón.
3. uso de fibra textil
4. Disposición de fibras fibrosas en hormigón.

Los tamaños de partículas de los diversos componentes del hormigón utilizados en los TRC deben seleccionarse cuidadosamente. Las mezclas de concreto más gruesas no pasarán a través del refuerzo de fibra.

Se recomienda utilizar hormigón fresco para la fabricación de TRC. El uso de aditivos químicos facilita que las fibras fibrosas se adhieran al hormigón.

Los refuerzos textiles se incrustan en el hormigón por métodos manuales o mecánicos. Se coloca en hormigón en la dirección del esfuerzo de tracción principal. Esto asegura una alta eficacia en estructuras de hormigón. El proceso de fabricación de TRC varía desde métodos tradicionales hasta métodos de pultrusión. Las formas comunes de generar un TRC son:

1. Fundición

De este modo,

1. se construyó el encofrado
2. El refuerzo textil está preinstalado en el encofrado
3. El encofrado está preparado para verter hormigón.
4. Vierta y endurezca el concreto
5. Se retira el encofrado para revelar la estructura.

2. Laminación

De este modo,

1. El encofrado está construido para acomodar hormigón y textiles.
2. El hormigón se distribuye uniformemente sobre el encofrado.
3. Se colocan refuerzos textiles
4. Vertido de hormigón sobre refuerzo de fibra
5. El hormigón se presiona en el espacio textil mediante rodillos.

3. Pultrusión

En este método, el textil se presiona en una cámara de infiltración de lodos. El textil cubre el hormigón y se incrusta en el hormigón. Luego se usa un rodillo para presionar el concreto en el textil. Utilice rodillos con diferentes especificaciones para obtener la forma y el tamaño de hormigón deseados.

Ventajas del hormigón reforzado con fibra (TRC)

Las principales ventajas de TRC son:

1. El refuerzo de fibra textil utilizado en TRC es inherentemente no corrosivo.
2. La estructura TRC ofrece efectos más avanzados.
3. El refuerzo de fibra del hormigón mejora el comportamiento mecánico del hormigón.
4. Las estructuras TRC son livianas y se pueden usar para crear muchos tipos de componentes estructurales.
5. El material fibroso del hormigón permite el desarrollo de varios compuestos a base de cemento.
6. Los materiales textiles le dan la libertad de diseñar el producto final para un propósito específico.
7. Los TRC son inherentemente sostenibles. Desarrolla una estructura delgada y por lo tanto consume menos material en comparación con las estructuras de hormigón convencionales. La restauración de estructuras antiguas con TRC ayuda a prolongar la vida útil de la estructura. TRC ofrece ahorros significativos en términos de consumo de material y costos.

Aplicaciones del Concreto Reforzado con Fibra (TRC)

Las aplicaciones importantes de TRC son:

1. Construcción de puentes, postes y protecciones viales con hormigón armado de Kevlar o yute para resistir golpes y vibraciones bruscos.
2. TRC se puede utilizar para reforzar y reparar estructuras existentes.
3. Debido a su resistencia a la corrosión, el TRC se utiliza como capa protectora en estructuras más antiguas y elementos reacondicionados.
4. Los TRC de fibra de carbono son útiles para la calefacción de edificios. La fibra de carbono es inherentemente conductora.

Un ejemplo de hormigón reforzado con fibras a gran escala es el pabellón construido en la Universidad RWTH de Alemania. El techo fue diseñado utilizando cuatro piezas de TRC. Cada sección del techo es delgada y de doble curvatura en forma de paraboloide hiperbólico.

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