JORNADA TÉCNICA: PAVIMENTOS DE HORMIGÓN REFORZADOS CON FIBRAS OLOT, 18 MARZO 2015 RAMÓN MARTÍNEZ. DIR. TÉCNICO, SIKA, S.A.

Transcripción

1 JORNADA TÉCNICA: PAVIMENTOS DE HORMIGÓN REFORZADOS CON FIBRAS OLOT, 18 MARZO 2015 RAMÓN MARTÍNEZ. DIR. TÉCNICO, SIKA, S.A.

2 SOLERAS DE HORMIGON Función como camino de rodadura para tráfico de vehículos, carretillas, etc: planeidad, nivelación Función para cumplimiento de diferentes usos (resistencias a abrasión, resistencias químicas, etc): revestimientos, acabados Función estructural: armaduras, fibras, 2 Introduction to Fibers in Concrete and Shotcrete

3 PORQUÉ NECESITAMOS REFORZAR EL HORMIGÓN? El hormigón es una material muy resistente a compresión, pero con apenas resistencia a tracción. Para compensar esta característica, se emplea el armado tradicional en forma de barras metálicas para soportar las tensiones y cargas de servicio de la estructura sin verse debilitada por las inevitables fisuras. Como alternativa, las fibras se vienen empleando desde hace más de 40 años con la idea de distribuir el armado en todo el canto de la estructura. + Reduciendo o eliminando el armado tradicional metálico en barras (EHE 08 Anejo 14) + Reducción del transporte y acopio de acero en barras + Hormigonado más rápido + Hormigón + armado fabricado en planta + Armado con barras metálicas sólo donde es necesario (cálculo estático) Hay Fibras en toda la sección (tambien donde no se necesita armado) En el caso de las fibras plásticas no se pueden alinear La consistencia del hormigón puede verse afectada con dosificaciones altas de fibras

4 PORQUÉ NECESITAMOS REFORZAR EL HORMIGÓN? Debido a la densidad del armado se incrementan los tiempos de hormigonado y las dificultades de puesta en obra. Como consecuencia de ello, aumenta el riesgo de patologías en la estructura en zonas de relleno insuficiente, nidos de grava, error en la posición del armado, etc.

5 USOS Y APLICACIONES DE LAS FIBRAS EN HORMIGÓN Mejora de resistencias mecánicas Resistencia al fuego Aumento de la ductilidad Full-format picture Reducción de fisuración por retracción Distribución de las fisuras Resistencia/Control de la fisuración

6 ALGUNOS ASPECTOS CLAVE EN EL USO DE FIBRAS Material empleado Cantidad de fibras Longitud de fibras Full-format picture Superficie de la fibra Forma de la fibra Diámetro de fibra

7 CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS SEGÚN NORMA EN EN Fibras de acero EN Fibras polímericas Microfibras: Diámetro < 0.3mm (Clase I) Monofilamento (Clase Ia) Fibrilosas (Clase Ib) Macrofibras: Diámetro > 0.3mm (Clase II) Las fibras Clase II se utilizan generalmente donde se requiera incrementar la resistencia a flexión

8 NORMA EN Clasificación de las fibras Tipo de polímero Forma Tratamiento superficial o revestimiento Dimensiones y tolerancias: longitud, diámetro y esbeltez Forma de las fibras Tenacidad para fibras Clase I Resistencia a la tracción para fibras Clase II Módulo de elasticidad Punto de fusión y punto de inflamación Efectos en la consistencia del hormigón Efectos sobre la resistencia del hormigón (resistencia residual a flexión) 8 Introduction to Fibers in Concrete and Shotcrete

9 CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS SEGÚN MATERIALES Acero PVA PP Vidrio Carbono Basalto Fibras naturales

10 ASPECTOS DEL COMPORTAMIENTO DE LAS FIBRAS Importante: Modulo Elástico (E) Resistencia máxima Deformación máxima Comportamiento térmico Durabilidad

11 Stress [Mpa] COMPORTAMIENTO DE LAS FIBRAS COMO ARMADO Modulus of Elasticity Steel Concrete Polypropylen Concrete Elongation

12 FORMA Y GEOMETRÍA DE LAS FIBRAS Superficie lisa Superficie rugosa Anclajes en los extremos Fibras sin geometría definida

13 NÚMERO DE FILAMENTOS POR KG Longitud [mm] Diámetro [mm] Material Cantidad por kg Polipropileno Polipropileno Polipropileno Acero 7 300

14 Force [N] CARACTERIZACIÓN DE FIBRAS EN LABORATORIO Single Fiber Pullout Test Displacement [mm] Part 1: Elastic deformation of the fiber Part 2: Debonding of fiber and mortar Part 3: End of debonding (usually maximum pullout force) Part 4: Transition between debonding and fiber pullout (fiber slip) Part 5: Fiber pullout behaviour (friction between fiber and matrix)

15 APLICACIONES DE FIBRAS

16 USO DE MICRO FIBRAS EN PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO Full-format picture Bajo punto de fusión (Polipropileno 165 C) Elevado número de filamentos (próximos entre sí en la matriz de hormigón) Uniformemente distribuidas Reducida demanda de agua / No afectar las propiedades del hormigón fresco

17 17 USO DE MICRO FIBRAS EN PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO Alta presión Desprendimiento explosivo Full-format picture Agua de los poros

18 18 USO DE MICRO FIBRAS EN PROTECCIÓN PASIVA CONTRA FUEGO Las fibras se deshacen a 165 C (PP) Dan espeacio para expansión de agua Son o con menor fisuración! Full-format picture Agua de los poros

19 USO DE MICRO FIBRAS EN FISURACIÓN POR RETRACCIÓN Debido a su alta densidad los áridos y el cemento tienden a asentarse en el hormigón fresco. Aparecen fisuras en la zona del refuerzo con barras metálicas. Con el empleo de micro fibras estas fisuras se pueden reducir.

20 USO DE MICRO FIBRAS EN FISURACIÓN POR RETRACCIÓN

21 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES

22 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES CARACTERÍSTICAS DE LA MATRIZ Load Load Deformation Deformation Los sistemas de base cemento sufren roturas frágiles. En el caso de emplear fibras la matriz sufre rotura frágil. Gracias al puenteo de las fisuras por la adición de fibras la estructura puede continuar soportando las tensiones después de fisurar.

23 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES CARACTERIZACIÓN DE HORMIGONES REFORZADOS CON FIBRAS Full-format picture

24 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES CARACTERIZACIÓN DE HORMIGONES REFORZADOS CON FIBRAS 4 Load [kn] Deformation [mm] 1 2 3

25 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES COMPARATIVA ENTRE DIFERENTES TIPOS DE FIBRAS Fuerza - Hormigón sin fibras - Hormigón con fibras de acero - Hormigón con fibras poliméricas Full-format picture Deformación

26 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES COMPARATIVA MALLAZO Y FRC «Mesh-Up» «Mesh-Middle» «Mesh-Down» 30mm 30mm

27 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES COMPARATIVA MALLAZO Y FRC

28 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES CONTROL DE LA FISURACIÓN La fisuración aparece en el hormigón por diferentes causas: Retracción Gradientes térmicos Cargas mecánicas La fisuración no controlada tiene una influencia muy negativa en la durabilidad Con el empleo de fibras distribuimos la fisuración y controlamos su geometría Influencia positiva en durabilidad y aspecto del hormigón Con Fibras

29 MACRO FIBRAS ESTRUCTURALES ORDEN DE MAGNITUD DE DOSIFICACIONES DE FIBRAS

30 APLICACIÓN DE FRC EN PAVIMENTOS ASPECTOS DEL DISEÑO DE UN PAVIMENTO Un diseño adecuado de un pavimento debe ser capaz de soportar las cargas estáticas y dinámicas especificadas para evitar patologías como la que se muestra en esta diapositiva.

31 APLICACIÓN DE FRC EN PAVIMENTOS DISEÑO DE UN PAVIMENTOS CON FRC Un aspecto clave del diseño de pavimentos con FRC es el tipo de fibra a emplear: Fibras metálicas Fibras plásticas estructurales con elevado Módulo de Elasticidad (Rigid Fibers) Fibras plásticas estructurales con diámetro reducido (Soft Fibers) Para pavimentos pulidos.

32 APLICACIÓN DE FRC EN PAVIMENTOS ASPECTOS DEL DISEÑO DE UN PAVIMENTO / FRC Provide continuous crack restraint

33 GRACIAS POR SU ATENCIÓN