Fibra de Vidrio

UNIVERSIDAD DE CHILE Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Ingeniería de los Materiales“Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio: Influencia del Porcentaje de Fibra Adicionado” Alumno: José Patricio Bravo Celis Profesor Guía: Sr. Patricio Jorquera E. Profesor Co-Guía: Sr. Gerardo Díaz R. Profesor Integrante: Sr. Eduardo Donoso C. Fecha: Martes 09 de diciembre de 2003. ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio “Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio: Influencia del Porcentaje de Fibra Adicionado” El presente trabajo de título tuvo como objetivo estudiar la influencia de la incorporación de fibra de vidrio en hormigones de uso general, en las propiedades mecánicas del hormigón. En la investigación se realizaron ensayos comparativos entre un hormigón patrón, que no contenía fibras y hormigones con distinto porcentaje de fibra adicionado. La fibra adicionada osciló entre el 0,05% y el 0,4% en peso del hormigón. El hormigón patrón tenía una calidad nominal, expresada como resistencia a la compresión a los 28 días, de 250 kgf/cm2. Las propiedades del hormigón que se estudiaron fueron la trabajabilidad, la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexotracción. En el hormigón en estado fresco se determinó que, con la incorporación de fibras, la trabajabilidad disminuye entre un 20% y un 1%, con respecto al hormigón patrón, dependiendo de la cantidad de fibra adicionada. A mayor cantidad de fibra adicionada menor es la trabajabilidad del hormigón. En el hormigón endurecido se logró determinar que la adición de fibras de vidrio no tiene mayor influencia en el aumento de la resistencia a la compresión del hormigón, y que por el contrario, el aumento de la cantidad de fibra de vidrio presente en la mezcla de hormigón incide directamente en el aumento de la resistencia a la flexotracción de éste, cumpliéndose que a mayor porcentaje de fibra de vidrio adicionado, mayor es el aumento de la resistencia a la flexotracción. Del análisis de los resultados de la presente investigación unido a la investigación bibliográfica, se desprende que algunas de las aplicaciones prácticas del hormigón reforzado con fibras de vidrio serían las losas, los pavimentos industriales y el revestimiento de túneles. 2 ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio INDICE página INTRODUCCIÓN ________________________________________________________ 6 Capítulo 1 _______________________________________________________________ 7 ANTECEDENTES TEÓRICOS______________________________________________ 7 1.1 Materiales Compuestos________________________________________________ 7 1.1.1 Introducción_____________________________________________________ 7 1.1.2 Materiales Compuestos Reforzados con Partículas_______________________ 9 1.1.3 Materiales Compuestos Estructurales ________________________________ 10 1.1.4 Materiales Compuestos Reforzados con Fibras_________________________ 11 1.2 Conceptos Generales del Comportamiento Mecánico de Materiales Reforzados con Fibras _______________________________________________________________ 12 1.2.1 Influencia de la Longitud de la Fibra_________________________________ 12 1.2.2 Influencia de la Orientación y de la Concentración de la Fibra ____________ 13 1.2.2.1 Materiales Compuestos con Fibras Discontinuas y Orientadas al Azar___ 14 1.2.3 Fase Fibrosa____________________________________________________ 16 1.2.4 Fase Matriz ____________________________________________________ 18 1.3 Fibra de Vidrio _____________________________________________________ 19 1.3.1 Tipos de Vidrio _________________________________________________ 19 1.4 La Fibra de Vidrio A. R.______________________________________________ 22 1.4.1 Historia _______________________________________________________ 22 1.4.2 Fabricación ____________________________________________________ 24 1.5 Fabricación de un GRC ______________________________________________ 31 1.5.1 Elementos Constituyentes _________________________________________ 31 1.5.2 Procesos de Fabricación de un GRC. ________________________________ 33 1.5.2.1 Procesos de Proyección Simultánea ______________________________ 33 1.5.2.2 Procesos de Premezcla ________________________________________ 34 1.5 Características Mecánicas, Físicas y Químicas de un GRC ___________________ 36 1.7 Ventajas competitivas del GRC ________________________________________ 39 3 2.3 Tipología de Probetas Fabricadas en Obra ________________________________ 60 4 .9 Principales Aplicaciones del GRC ______________________________________ 41 Capítulo 2 ______________________________________________________________ 44 PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Y PROGRAMA DE ENSAYOS ____ 44 2.4 Agua _________________________________________________________ 55 3.2 Dosificación y Confección del Hormigón ________________________________ 56 3.1.2 Objetivos__________________________________________________________ 44 2.4 Flexotracción ___________________________________________________ 50 Capítulo 3 ______________________________________________________________ 52 DESARROLLO DE LA ETAPA EXPERIMENTAL ____________________________ 52 3.1.1 Áridos ________________________________________________________ 52 3.2 Confección del Hormigón _________________________________________ 57 3.1 Introducción _______________________________________________________ 44 2.1 Dosificación del Hormigón Patrón __________________________________ 56 3.1 Objetivo General ________________________________________________ 44 2.2 Variable a Estudiar en el Desarrollo Experimental _________________________ 45 2.5 Aditivo _______________________________________________________ 56 3.1.1.3 Programación de las Coladas_______________________________________ 59 3.3 Programa de Ensayos ________________________________________________ 45 2.1.1.4.2.4.1 Trabajabilidad __________________________________________________ 47 2.4.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 1.3 Fibras de Vidrio Álcali-Resistentes__________________________________ 54 3.1 Determinación de Impurezas en las Arenas para Hormigones__________ 53 3.4 Descripción de los Ensayos ___________________________________________ 47 2.2.2.2.1 Materiales _________________________________________________________ 52 3.2 Cemento_______________________________________________________ 54 3.3 Compresión ____________________________________________________ 48 2.1.2 Objetivos Específicos ____________________________________________ 45 2.8 Cualidades del GRC _________________________________________________ 40 1. 3.4 Comparación con Otras Fibras de Refuerzo_______________________________ 79 5.1 El Hormigón en Estado Fresco_________________________________________ 77 5.3.2 El Hormigón Endurecido _____________________________________________ 78 5.3 Posibles Usos del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio _________________ 78 5.3 Curado Inicial y Desmolde de las Probetas ____________________________ 61 3.1 Fabricación de Probetas Cúbicas para Ensayos de Compresión ____________ 61 3.2 Fabricación de Probetas Prismáticas para Ensayos de Flexotracción ________ 61 3.3 Ensayo de Flexotracción______________________________________________ 74 Capítulo 5 ______________________________________________________________ 77 CONCLUSIONES _______________________________________________________ 77 5.4 Identificación de las Probetas ______________________________________ 62 3.1 Ensayo de Trabajabilidad _________________________________________ 64 4.4.5 Propuesta de Trabajos Futuros _________________________________________ 80 BIBLIOGRAFÍA ________________________________________________________ 81 ANEXOS ______________________________________________________________ 87 5 .3 Ensayo de Flexotracción __________________________________________ 65 Capítulo 4 ______________________________________________________________ 67 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS _________________________ 67 4.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 3.3.2 Ensayo de Compresión ___________________________________________ 65 4.3.4 Desarrollo de los Ensayos ____________________________________________ 64 3.2 Ensayo de Compresión _______________________________________________ 69 4.5 Curado de las Probetas en el Laboratorio _____________________________ 62 3.3.1 Ensayo de Trabajabilidad _____________________________________________ 67 4.3.3. Su defecto radica en sus características de baja resistencia a la tracción y a los impactos. morteros y pasta de cemento pueden incrementar muchas de las propiedades de éstos. en la forma de hormigones o morteros. En el caso específico del refuerzo del hormigón con fibra de vidrio se han obtenido buenos resultados cuando se trata de morteros de áridos finos [2]. dadas su fácil instalación y su poco peso. Un reforzamiento mediante fibras puede ofrecer un conveniente. fatiga. Las fibras de vidrio utilizadas para el refuerzo del hormigón son del tipo álcaliresistente. impacto. El material utilizado para la fabricación de dichos paneles es conocido como GRC (Glass Reinforced Concrete). y a su susceptibilidad a los cambios de humedad.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio INTRODUCCIÓN Los materiales aglomerantes. La adición de fibras como refuerzo de hormigones. su durabilidad y su adecuada resistencia a la compresión para un uso estructural. destacando entre ellas. de esta forma se evita la formación del gel álcali-silicato con los consiguientes efectos negativos de durabilidad de la fibra. 6 . dado su bajo costo. paneles antirruido y paneles de fachadas de edificaciones. la resistencia a la flexión. En el presente trabajo se estudiará la influencia del porcentaje de fibra de vidrio en las propiedades mecánicas del hormigón. utilizándose en distintas aplicaciones. tales como. son atractivos para su uso como materiales de construcción. permeabilidad y resistencia a la abrasión [1]. Adicionalmente. tenacidad. práctico y económico método para superar estas deficiencias. en el estado fresco ellos son fácilmente moldeables a las formas más complejas que sean requeridas. un material compuesto es un material multifase obtenido artificialmente. mediante el desarrollo de materiales compuestos (composites).1 Materiales Compuestos 1. un mineral frágil. y por apatito.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Capítulo 1 ANTECEDENTES TEÓRICOS 1. imposible de conseguir con los metales. y se siguen ampliando. las mejores propiedades se obtienen por la combinación razonada de dos o más materiales diferentes. la madera. se considera que un material compuesto es un material multifase que conserva una proporción significativa de las propiedades de las fases constituyentes [3]de manera que presente la mejor combinación posible.1. como por ejemplo. Existen materiales compuestos naturales. Además. El hueso es un material compuesto formado por colágeno. En el presente contexto. De acuerdo con este principio de acción combinada. que consiste en fibras de celulosa flexibles embebidas en un material rígido llamado lignina. Las combinaciones de propiedades de los materiales y la gama de sus valores se han ampliado.1 Introducción La mayoría de las tecnologías modernas requiere materiales con una combinación inusual de propiedades. las cerámicas y los polímeros convencionales. En términos generales. en oposición a los que se encuentran en la naturaleza. 7 . las fases constituyentes deben ser químicamente distintas y separadas por una interfaz. una proteína resistente pero blanda. denominada fase dispersa. La mayor parte de los materiales compuestos están formados por dos fases. Figura 1-1. 1996). Un esquema simple para clasificar los materiales compuestos consta de tres divisiones (Fig. distribución y orientación de la fase dispersa.1): compuestos reforzados con partículas. tamaño. definido matemáticamente como la longitud de la fibra divida por su diámetro equivalente (diámetro de un círculo de área igual al área de la sección transversal de la fibra). una. existen dos subdivisiones para cada una. También conocida como Relación de Aspecto o Factor de Forma. Clasificación de los Materiales Compuestos (Callister.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio La mayoría de los materiales compuestos se han creado para mejorar la combinación de propiedades mecánicas tales como rigidez. 8 . de sus proporciones relativas y de la geometría de las fases dispersas1. compuestos reforzados con fibras y compuestos estructurales. además. Las propiedades de los compuestos son función de las propiedades de las fases constituyentes. 1. llamada matriz. 1 2 Se refiere a la forma. es continua y rodea a la otra fase. tenacidad y resistencia a la tracción a temperatura ambiente y a elevadas temperaturas. Se debe mencionar que la fase dispersa de los materiales compuestos reforzados con fibras tienen una relación longitud-diámetro2 muy alta. formado por cemento (matriz) y arena o grava (partículas). Las ecuaciones de la regla de las mezclas predice que el valor del módulo elástico estará comprendido entre un máximo Ec = EmVm + E pVp y un mínimo Ec = Em E p Vm E p + V p Em (1. la fracción de volumen de las dos fases influye en el comportamiento. Se formulan dos expresiones matemáticas para relacionar el módulo elástico con la fracción de volumen de las fases constituyentes de un material compuesto de dos fases [4]. la matriz transfiere parte del esfuerzo aplicado a las partículas. En esencia.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 1. El término" grande" se utiliza para indicar que las interacciones matriz-partícula no se pueden describir a nivel atómico o molecular.2 Materiales Compuestos Reforzados con Partículas Los materiales compuestos reforzados con partículas se subdividen en reforzados con partículas grandes y consolidados por dispersión (Figura 1-1). Además. El reforzamiento es tanto más efectivo cuanto más pequeñas sean las partículas y cuanto mejor distribuidas estén en la matriz. las propiedades mecánicas aumentan al incrementarse el contenido de partículas.1) (1. las cuales soportan una parte de la carga. En la mayoría de los materiales compuestos la fase dispersa es más dura y resistente que la matriz y las partículas de refuerzo tienden a restringir el movimiento de la matriz en las proximidades de cada partícula. Un material compuesto con partículas grandes es el hormigón. El grado de reforzamiento o de mejora del comportamiento mecánico depende de la fuerza de cohesión en la interfaz matriz-partícula.1.2) 9 . Esta distinción se fundamenta en el mecanismo de consolidación o de reforzamiento. sino mediante la mecánica continua. 1. que poseen caras externas fuertes separadas por una capa de material menos denso. Las partículas de los materiales compuestos consolidados por dispersión normalmente son mucho más pequeñas: los diámetros tienen de 10 a 100 nm. De este modo se restringe la deformación plástica de tal manera que aumenta el límite elástico. 10 . los cuales poseen una dirección preferente con elevada resistencia (tal como ocurre en la madera). o núcleo (ver figura 1-2). y los paneles sándwich. Los compuestos laminares. E y V representan el módulo elástico y la fracción de volumen. mientras los subíndices c. la resistencia a la tracción y la dureza.3 Materiales Compuestos Estructurales Un material compuesto estructural está formado tanto por materiales compuestos como por materiales homogéneos y sus propiedades no sólo dependen de los materiales constituyentes sino de la geometría del diseño de los elementos estructurales. 1. son dos de los compuestos estructurales más comunes.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio En estas expresiones. Las interacciones matriz-partícula que conducen a la consolidación ocurren a nivel atómico o molecular. las pequeñas partículas dispersas dificultan o impiden el desplazamiento de dislocaciones. Mientras la matriz soporta la mayor parte de la carga aplicada. matriz y fase-partícula. respectivamente. m y p significan material compuesto. Estas características se expresan mediante los parámetros resistencia específica y módulo específico.2 de esta Memoria.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Figura 1-2. a las relaciones entre la resistencia a la tracción y el peso específico y entre el módulo de elasticidad y el peso específico. Utilizando materiales de baja densidad. Diagrama esquemático de la fabricación de un panel sándwich con un núcleo en panal [5]. Los materiales compuestos reforzados con fibras se subclasifican por la longitud de la fibra. los materiales compuestos con fases dispersas en forma de fibras son los más importantes. 11 . se fabrican compuestos reforzados con fibras que tienen resistencias y módulos específicos excepcionalmente elevados. Una descripción detallada de este tipo de materiales se muestra a continuación en el apartado 1.1. 1. que corresponden. respectivamente.4 Materiales Compuestos Reforzados con Fibras Tecnológicamente. A menudo se diseñan materiales compuestos reforzados con fibras con la finalidad de conseguir elevada resistencia y rigidez a baja densidad. tanto para la matriz como para las fibras. Existe una longitud de fibra crítica para aumentar la resistencia y la rigidez del material compuesto. Esta longitud crítica lc depende del diámetro d de la fibra.1 Influencia de la Longitud de la Fibra Las características mecánicas de los compuestos reforzados con fibras dependen no sólo de las propiedades de la fibra. En este proceso de transmisión de carga es muy importante la magnitud de la unión en la interfaz de las fases matriz y fibra. Patrón de deformación en una matriz que rodea a una fibra sometida a un esfuerzo de tracción.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 1.2 Conceptos Generales del Comportamiento Mecánico de Materiales Reforzados con Fibras 1. la unión fibra-matriz cesa en los extremos de la fibra y en la matriz se genera un patrón de deformación como el que se muestra en la Figura 1-3. Al aplicar un esfuerzo de tracción.2. sino también del grado en que una carga aplicada se transmite a la fibra por medio de la fase matriz. en otras palabras. Figura 1-3. en los extremos de la fibra no hay transmisión de carga desde la matriz. de acuerdo con lc = σfd τc (1. τ c . de la resistencia a la tracción σ f y de la resistencia de la unión matriz-fibra (o resistencia al cizalle de la matriz).3) 12 . la matriz se deforma alrededor de la fibra de modo que apenas existe transferencia del esfuerzo y el efecto del reforzamiento de la fibra es insignificante. En las fibras discontinuas de longitud significativamente menor que lc. equivalente a unas de 20 a 150 veces el diámetro de la fibra [6]. se tiene una fibra discontinua o fibra corta. Además esta fibra estará orientada al azar [10]. con lc longitud crítica de la fibra. mientras que las fibras discontinuas se pueden alinear (Figura 1-4b) o bien se pueden orientar al azar (Figura 1-4c) o alinearse parcialmente.3. la resistencia a la tracción de la fibra de vidrio corresponde a 1.7 GPa [8] y la resistencia al cizalle de la matriz corresponde a 125 Kgf/cm2 (1. dado el largo de la fibra de vidrio l.2. Con respecto a la orientación existen dos situaciones extremas: (1) alineación paralela de los ejes longitudinales de las fibras y (2) alineación al azar. 13 .25 x 10-2 GPa) [9]. y las fibras de menor longitud se denominan discontinuas o fibras cortas.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio La longitud crítica de algunas combinaciones de matriz-fibra de vidrio y de carbono es del orden de 1 mm. se tiene que l ≈ 6 lc. Las fibras continuas normalmente se alinean (Figura 1-4a). Las fibras con l» lc (normalmente l >15 lc) se denominan continuas.9 mm.2 Influencia de la Orientación y de la Concentración de la Fibra La disposición u orientación relativa de las fibras y su concentración y distribución influyen radicalmente en la resistencia y en otras propiedades de los materiales compuestos reforzados con fibras. equivalente a 12 mm. Es decir. 1. En la presente investigación. Utilizando la ecuación 1. el diámetro de fibra que se utilizara corresponde a 14 µm y su largo será de 12 mm [7]. se obtiene que la longitud crítica para esta investigación corresponde a lc = 1. En el caso de esta investigación. el módulo elástico se expresa mediante una regla de las mezclas: Ec = KE f V f + EmVm donde: K = Parámetro de eficiencia de la fibra (típicamente comprendido entre 0. 1. éstas suelen ser discontinuas y cortas. V = Fracción de volumen. (1.4) El módulo elástico de los materiales reforzados.2. En estas circunstancias.1 Materiales Compuestos con Fibras Discontinuas y Orientadas al Azar Normalmente. tanto si las fibras están alineadas como si están orientadas al azar. un reforzamiento de este tipo está representado en la Figura 1-4c.6). En la Tabla 1-1 se indican algunas propiedades mecánicas de los policarbonatos no 14 . (b) discontinuas y alineadas y (c) discontinuas y orientadas al azar.1 y 0.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Figura 1-4. Representaciones esquemáticas de compuestos reforzados con fibras (a) continuas y alineadas. cuando los materiales compuestos tienen fibras orientadas al azar. aumenta al incrementarse la fracción de volumen de la fibra.2. E = Módulo elástico (f se refiere a la fibra y m a la matriz). Copyright/IPC.22 59 – 62 2240 – 2345 90 – 115 1. En la Tabla 1-2 se indican las eficiencias del reforzamiento con fibras en varias situaciones.43 131 8620 3–5 1. Reforzado con fibra (% volumen) Propiedades No Reforzado 20 30 40 Gravedad Específica Resistencia a la Tracción (MPa) Módulo de Elasticidad (MPa) Elongación (%) 1. Eficiencia del reforzamiento de compuestos reforzados con fibra orientado en varias direcciones y esfuerzos aplicados en varias direcciones. Tabla 1-1. pág 64. Orientación de la fibra Todas las fibras paralelas Fibras orientadas al azar y uniformemente distribuidas en un plano específico Fibras orientadas al azar y uniformemente distribuidas en el espacio de tres dimensiones Dirección del esfuerzo Paralela a las fibras Perpendicular a las fibras Cualquier dirección en el plano de las fibras Eficiencia del reforzamiento 1 0 3/8 Cualquier dirección 1/5 Fuente: H.35 110 5930 4–6 1.19 –1. “Fibre Reinforcement”. la eficiencia se toma arbitrariamente como la unidad en la dirección paralela a la alineación y cero en la dirección perpendicular.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio reforzado y reforzado con fibras de vidrio discontinuas y orientadas al azar. Copenhague: Akademisk Forlag.52 159 11590 3–5 Fuente: Adaptado de Materials Engineering’s Materials Selector. Krenchel. En las aplicaciones en las que las fibras están sometidas a esfuerzos totalmente multidireccionales normalmente se utilizan fibras discontinuas orientadas al azar en la 15 . 1988. Propiedades del policarbonato sin refuerzo y reforzado con fibra de vidrio orientada al azar. Tabla 1-2. 1964. Esta tabla da una idea de las magnitudes que se pueden obtener mediante reforzamiento. Este fenómeno se utiliza con ventaja en los compuestos reforzados con fibras. Además. 1. los costos de fabricación son mucho más bajos que en el caso de compuestos reforzados con fibras continuas y alineadas. 16 . tienen alto grado de perfección cristalina y están prácticamente libres de defectos. Las velocidades de producción de compuestos con fibras cortas (alineadas y orientadas al azar) son rápidas y se pueden conformar piezas de formas intrincadas que no son posibles con refuerzos de fibras continuas. nitruro de silicio y óxido de aluminio. Las consideraciones sobre la orientación y la longitud de las fibras de un compuesto particular dependen del nivel y de la naturaleza del esfuerzo aplicado y del costo de fabricación. carburo de silicio. Como es sabido. la probabilidad de la presencia de una imperfección superficial crítica que conduzca a la rotura disminuye cuando aumenta el volumen específico [12].2. Los whiskers son monocristales muy delgados que tienen una relación longitud-diámetro muy grande. sin embargo. es que las fibras con diámetros pequeños son mucho más resistentes que el material macizo. El material utilizado como fibra de refuerzo debe tener alta resistencia a la tracción. especialmente los frágiles.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio matriz. La Tabla 1-2 muestra que la eficiencia del reforzamiento de estos compuestos es sólo la quinta parte de la eficacia correspondiente a los compuestos cuyas fibras están alineadas en la dirección longitudinal. Los whiskers pueden ser de grafito.3 Fase Fibrosa Una importante característica de muchos materiales. En función de sus diámetros y características. Como consecuencia de su pequeño diámetro. y por ello tienen resistencias excepcionalmente elevadas. En la Tabla 1-3 se dan algunas características mecánicas de estos materiales. las fibras se agrupan en tres categorías diferentes: whiskers. las propiedades mecánicas son isotrópicas [11]. fibras y alambres. 7 Fuente: Adapatado de Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales.5 1. los materiales fibrosos son generalmente polímeros o cerámicas (p.2 3. vidrio.3 20. Características de materiales reforzados con fibras. carbono. ya que están compuestas de regiones de grafito cristalino y también de material no cristalino y de áreas con cristales defectuosos.0 3. Peso Resistencia Resistencia Material específico a la tracción (g/cm3) (GPa) Whiskers Grafito Carburo de silicio Nitruro de silicio Óxido de aluminio 2. boro..2 3.5 1.2 19.5 1.9 2.5 – 5.22 210 360 400 27 35.9 20 20 14 14 – 28 Fibras Aramida (Kevlar 49) Vidrio E Carbono3 Óxido de aluminio Carburo de silicio 1. Callister. óxido de aluminio y carburo de silicio).8 10. 3 Para designar estas fibras se utiliza el término “carbono” en vez de “grafito”. La Tabla 1-3 también indica algunos datos de varios materiales utilizados como fibras.1 6. 17 .5 0.2 3.4 0.3 0.8 3.5 3.2 específica (GPa) Módulo elástico (GPa) Módulo específico (GPa) 690 480 380 415 – 550 314 150 119 106 – 141 124 72 150 – 500 170 425 89 29 83 – 278 53 142 Alambres Metálicos Acero alto en carbono Molibdeno Tungsteno 7.8 – 3.2 3.ej.4 3.4 2. aramida. Los materiales clasificados como fibras son policristalinos o amorfos y tienen diámetros pequeños.3 4. 1996. W.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Tabla 1-3.5 2.1 3.3 9.1 0.4 4.14 0.3 4.6 – 7.7 1.1 1. que originaría fallos catastróficos. filamentos internos de los recubrimientos de cohetes espaciales y paredes de mangueras de alta presión.2. une las fibras y actúa como un medio que distribuye y transmite a las fibras los esfuerzos externos aplicados. la matriz debe ser dúctil y. los materiales típicos son el acero. 1. el módulo elástico de la fibra debe ser mucho mayor que el de la matriz. Además. impide la propagación de grietas de una fibra a otra. En segundo lugar. Es esencial que la adherencia de la unión entre fibra y matriz sea elevada para minimizar el arrancado de fibras. Los alambres se utilizan como refuerzos radicales de acero en los neumáticos de automóvil. la resistencia de la unión tiene gran importancia en el momento de seleccionar la combinación matriz-fibra. la matriz protege las fibras del deterioro superficial que puede resultar de la abrasión mecánica o de reacciones químicas con el medio ambiente. Aunque algunas fibras individuales se rompan. que podrían producir fallos con esfuerzos de tracción relativamente bajos. en virtud de su relativa blandura y plasticidad. la matriz actúa como una barrera que evita la propagación de grietas. Estas interacciones introducen defectos superficiales capaces de originar grietas. En primer lugar. La resistencia a la tracción final del compuesto depende. el molibdeno y el tungsteno.4 Fase Matriz La fase matriz de un material compuesto con fibras ejerce varias funciones. la matriz separa las fibras y. en gran parte. sólo una pequeña fracción del esfuerzo aplicado es resistido por la matriz. de la magnitud de esta unión.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Los alambres tienen diámetros relativamente grandes. En efecto. 18 . que forman un agregado de tamaño crítico. en otras palabras. la rotura total del material compuesto no ocurrirá hasta que se hayan roto gran número de fibras adyacentes. por otra parte. Finalmente. una unión adecuada es esencial para optimizar la transmisión de esfuerzos desde la matriz a las fibras. Es fácilmente hilable en fibras de alta resistencia. Es fácilmente disponible y se puede aplicar económicamente para producir plástico reforzado con vidrio utilizando una gran variedad de técnicas de fabricación de materiales compuestos. 1. b. El vidrio se utiliza como material de refuerzo debido a las siguientes razones: a. d.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 1. este compuesto se produce en gran cantidad. fue su primera aplicación industrial en gran escala. La fibra de vidrio E es el tipo más comúnmente usado. 19 .1 Tipos de Vidrio [14] Vidrio E: un pionero Desde 1930. Cuando está embebida en una matriz plástica produce un compuesto con muy alta resistencia específica. la fibra de vidrio ha sido considerada uno de los materiales del futuro debido a sus cualidades dieléctricas: el aislamiento de conductores eléctricos sometidos a temperaturas altas era ofrecido por los filamentos de vidrio E. Cuando está unido a varios plásticos se obtienen materiales compuestos químicamente inertes muy útiles en una gran variedad de ambientes corrosivos. tanto en la industria textil. Usado solo o en asociación con barniz o resinas sintéticas.3 Fibra de Vidrio La fibra de vidrio es un material compuesto consistente en fibras continuas o discontinuas de vidrio embebidas en una matriz plástica [13]. como en compuestos donde responde por el 90% de los refuerzos usados.3. c. 20 . Su alto contenido de óxido de zirconio ofrece resistencia excelente para los compuestos alcalinos durante el secado. espacio y armamentos. paneles de revestimiento y componentes de construcción. con beneficios muy importantes en términos de características eléctricas. Desarrollado principalmente para estas aplicaciones. en la industria de deportes y recreación. La fibra de vidrio D es usada en la fabricación de ventanas electromagnéticas. Vidrio D: características dieléctricas muy buenas Compuestos a partir de vidrio D tiene muy bajas pérdidas eléctricas y son entonces usados como un material que es permeable a ondas electromagnéticas. Vidrio AR: resistente a álcali El vidrio AR fue desarrollado especialmente para reforzar cemento. y superficies de circuitos impresos de alto desempeño. El refuerzo de cemento con filamentos de vidrio AR da módulos mejorados de ruptura con buena durabilidad. Aplicaciones principales son: sustitución de asbesto en tejados y coberturas. proyectiles y lanzadores de proyectiles. Esto significa que el modelado hecho en cemento con refuerzo de vidrio puede ser mucho más leve. pisos de aviones. temperatura y humedad. por ejemplo.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Vidrio R: alto desempeño mecánico Este tipo de filamento fue creado a pedido de sectores como aviación. Satisface las exigencias de ellos en términos de comportamiento de materiales en relación a fatiga. Debido a su alto desempeño técnico puede ser utilizado para reforzar láminas de rotor de helicópteros. tanques de combustible de aviones. también encontró otras salidas. transporte y blindaje balístico. que se muestra a continuación.3 Fuente: Página web de Saint Gobain Vetrotex de Brasil. Tabla 1-4.com. 21 .5 Vidrio R 2. Propiedades Densidad (g/cm3) Resistencia a la Tensión (MPa) Módulo Elástico (GPa) Resistencia a la ruptura (%) Vidrio E 2.br 4 El mat es una presentación especial de la fibra de vidrio en forma de fieltro. Propiedades Mecánicas de los distintos tipos de Fibra de Vidrio.4.14 2500 55 4.5 Vidrio D 2. en la que los hilos cortados a una longitud determinada son aglomerados entre sí mediante un ligante químico.2 Vidrio AR 2.saint-gobain-vetrotex.68 3000 72 4.http:// www. Una comparación entre las propiedades mecánicas de los distintos tipos de vidrio puede ser apreciada en la Tabla 1.60 3400 72 4.53 4400 86 5.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Vidrio C: El vidrio C es usado para la producción de mats4 de vidrio para las cuales son requeridas propiedades de resistencia a la corrosión (como capa externa anticorrosivo de tubos y para superficies de tubos compuestos). conduce a un encarecimiento de las piezas por la utilización de abundante mano de obra y manipulación de las mismas. por lo que resulta inadecuado para piezas que tengan que trabajar a flexión o tracción. dando un material compuesto llamado Hormigón Armado. 1. El hormigón presenta muy buenas características ante la compresión. piezas que puedan verse sometidas al ataque de tipo alcalino. pero ofrece muy escasa resistencia a la tracción. siendo los cementos el material más importante de esta categoría.4. Dichos cementos permiten el surgimiento de los hormigones. hormigones y. presentaba grandes ventajas de costo y trabajabilidad. Esta característica ha conducido a numerosas investigaciones y desarrollos para mejorar las resistencias ante estos sometimientos. de forma directa.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 1. Ante esta desventaja numerosos trabajos e investigaciones se pusieron en marcha y fruto de ellas fueron los intentos de aligeramiento y reducción de espesores mediante la adición de fibras de refuerzo. 5 22 . R. Los primeros desarrollos se lograron con la utilización de fibras de asbesto. Su inconveniente es conducir a mayores dimensiones y pesos. llamado "asbestocemento". El material resultante. así como a una menor rapidez de construcción y puesta en obra. Materiales que amasados con el agua. lo que. La llegada de los aglomerantes hidráulicos5 marca el comienzo de una era de altas prestaciones en las piezas para la construcción [15].4 La Fibra de Vidrio A. en general. intentando lograr dentro del mundo de los materiales compuestos la solución a esta carencia. El desarrollo más conocido es el refuerzo del hormigón con barras de acero en las zonas de tracción.1 Historia Las fibras de vidrio AR (álcali-resistentes) presentan altas prestaciones para el refuerzo de morteros de cemento. fraguan y endurecen tanto expuestos al aire como sumergidos en el agua. y fabricada y comercializada por la empresa Vetrotex España S. De entre todas ellas la mejor relación costo-propiedades mecánicas la ostentan las fibras de vidrio. Sin embargo. Los primeros ensayos y experiencias para el refuerzo de los cementos y sus morteros se realizaron con fibras de vidrio tipo "E". sin poderse remediar este problema [16]. fundición dúctil. 23 . Ti. dada la alta resistencia inherente de las mismas. con excelentes prestaciones. afectando las propiedades mecánicas del mortero reforzado.A. acero. las de origen orgánico (aramidas. Cristalería Española S. polipropileno). el NRDC y BRE contactaron con la empresa inglesa Pilkington Brothers (PCL). boro. En 1967 el Dr. industrial y comercial del producto al que llamaron Fibras CemFIL. el refuerzo para los cementos se logró y la patente de esta investigación fue solicitada por el National Research Development Corporation (NRDC). En 1989 la actividad de la fibra de vidrio Álcali-Resistente Cem-FIL fue adquirida por el grupo Saint Gobain por medio de su Delegación en España. carbono) y metálicas ( hierro. rayon. se han desarrollado numerosas experiencias con otras fibras de refuerzo. tales como. logrando convertir en fibra alguno de ellos y demostrando la resistencia que presentaban estas fibras ante el ataque alcalino en un medio agresivo como el que suponía el refuerzo de los cementos Pórtland. Majundar. que forma parte de este Grupo.. Ni. empezó a investigar los vidrios que contenían circonio. al ser incorporada al mortero. A. quien con su Compañía subsidiaria Fibreglass Limited desarrolló la explotación. nylon.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio En búsqueda de un refuerzo que permitiera la consecución de un material compuesto. Para la producción a escala comercial. este tipo de fibra de vidrio. Tras 4 años de continuas investigaciones. lo cual producía un deterioro de la fibra (ver figura 1-5).A. inorgánico ( vidrio. Al).J. del Building Research Establishment (BRE) del Reino Unido. dichas tentativas fracasaron debido a que. estaba sujeto al ataque químico de los cristales alcalinos (álcalis) producidos en el proceso de hidratación del cemento. 2 años naturales). Cem-FIL luego de 3 meses a 50°C (25 años naturales) [17. Tabla 1-5. 6 24 . mediante las cuales el GRC logra las características que se van a detallar en este estudio. al centro. se emplean las fibras de vidrio Álcali-Resistente. Vidrio E + polímero acrílico tras 8 días a 50°C. se muestran en la Tabla 1-5. Comino. A la izquierda Vidrio E. y a la derecha.2 Fabricación Como principal materia prima en la fabricación de un GRC6 (Glass Fibre Reinforced Cement). luego de 8 días a 50°C (2. Resistencia al ataque alcalino de distintos tipos de fibra de vidrio en cemento Pórtland. Es el nombre comercial con que se conoce a los hormigones reforzados con fibras de vidrio álcaliresistentes.] 1. Componente Sílice Óxido de Circonio Óxido de Sodio Alúmina Óxido de Litio Fórmula Química SiO2 ZrO2 Na2O Al2O Li2O Porcentaje 71 16 11 1 1 Fuente: Adaptado de El GRC.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Figura 1-5. Componentes del Vidrio Álcali-Resistente.4. P. 2003. Los principales componentes de este vidrio AR. El proceso de fabricación de la fibra de vidrio AR-Cem-FIL sigue las siguientes etapas: • Composición . llamada vitrificable. formadores de red. de forma prismática y con la base trabajada con un número determinado de agujeros de dimensiones controladas. • Fibrado: El vidrio en estado fundido. Las temperaturas de fusión rondan los 1550 °C y éstas dependerán de los elementos constituyentes del vidrio (fundentes. es conducido por unos canales (Feeders) alimentando las hileras de fabricación de fibras. etc.Fusión: Las materias primas. tal y como se encuentra en las hileras. Para la obtención del vidrio como tal y tras el estado fundido. se procede a un rápido enfriamiento del vidrio fibrado. es introducida en un horno de fusión directa y calentada a una temperatura determinada.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio En el vidrio Álcali-Resistente el componente “estrella” que otorga a la fibra su poder de Álcali-Resistencia es el Zirconio (Zr). el vidrio se estira a gran velocidad. temperatura que permite su colada por gravedad. dando origen a barras de vidrio de algunas décimas de milímetro de diámetro. Estas hileras son elementos fabricados con aleaciones de platino.). finamente molidas. al salir del horno. A continuación la mezcla. El vidrio fundido se mantiene en la hilera a unos 1250 °C. entre 10 y 60 m/s según el micraje de fibra a fabricar (diámetro a obtener). se dosifican con precisión y se mezclan de forma homogénea. El enfriamiento se realiza en una primera fase por radiación y en una segunda por 25 . A la salida de la hilera. es necesario revestir los filamentos con una fina película (ensimaje) que está constituida en general por una dispersión acuosa de diversos compuestos químicos que presentan una función bien definida. tal y como salen de la hilera. Para corregir estos defectos y dar nuevas propiedades a la fibra en función de su aplicación. así como para poder transformarla y trabajarla en su fabricación y presentación comercial. ya que no hay cohesión entre ellos. La cantidad de ensimaje que se deposita sobre el vidrio es relativamente baja (entre el 0. La unión de los filamentos se realiza mediante unos "peines" con gargantas especiales en los cuales se produce la unión facilitada por el ensimaje. carecen de flexibilidad y trabajabilidad. Para el vidrio AR los diámetros normales de filamentos oscilan entre las 14 y las 20µ (micras) según el producto y la aplicación a la que se dirija. son inutilizables directamente. Inmediatamente después del ensimaje se procede a la unión de los filamentos para formar los hilos o conjunto de filamentos dispuestos en formato comercial.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio pulverización de agua fría. El ensimaje se deposita sobre los filamentos a la salida de la hilera cuando la temperatura del vidrio está todavía comprendida entre los 60 y 120°C. no resisten la abrasión. según las condiciones de fibrado. • Ensimado: El conjunto de filamentos desnudos. 26 .5 y el 5%). El vidrio obtenido tras este proceso tiene forma de filamento de varias micras de diámetro. en este caso AlcaliResistente. De esta forma se logra la no orientación de las partículas en el espacio y por tanto la formación de ese sólido amorfo que es el vidrio. c. c. Resistir la abrasión que supone el amasado de la fibra en un medio extremadamente agresivo como es el de la mezcla con arena. b. Rigidiza en mayor o menor medida la unión de los filamentos ó hilos. Dará resistencia frente a la abrasión que el filamento pueda sufrir consigo mismo. le confieren características específicas para la aplicación determinada a la que vaya destinada. Le hará apto ante una aplicación específica. Facilita la trabajabilidad del filamento y su transformación. Facilitar su corte y proyección en una pistola especialmente diseñada para estos procesos de transformación de la fibra. d. De esta forma existen ensimajes especiales para: a. 27 . que se bobinan según diferentes formas y geometrías. esto es. • Bobinado: Los hilos obtenidos de la unión de los filamentos son bobinados para dar lugar a productos finales (roving directo) o productos intermedios (ovillos). Será en el proceso de bobinado donde se controlará la velocidad de rotación de la bobinadora y por tanto la velocidad de estirado de la fibra de vidrio. Facilitar la dispersión de los filamentos. con otros filamentos o con otras superficies.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Es este proceso el que otorgará al filamento y al hilo las características especiales que: a. e. agua y aditivos químicos. f. Este ensimaje fue expresamente desarrollado para la sustitución del amianto. En la actualidad existe una familia de ensimajes que unidos a la fibra de vidrio Álcali-Resistente Cem-FIL. Elimina cargas electrostáticas en los filamentos o unión de los mismos. facilitar la desunión entre filamentos. Dará cohesión entre filamentos. b. cemento. y por extensión de una mecha. La medida fisica de un hilo. 28 . viene reflejada por el llamado "Título" con unidades denominadas TEX. El título de una mecha dependerá pues del número de hilos que la compongan y a su vez el título de un hilo dependerá del número y del diámetro de los filamentos que lo componen. en algunos productos. y a modo de ejemplo. Destacan entre las presentaciones comerciales actuales del vidrio Á1ca1i-Resistente CemFIL el roving ensamblado y los hilos cortados. Así TEX = gr/km que presenta un hilo o una mecha. que serán los que se utilizarán en esta investigación: Roving Ensamblado: El roving ensamblado se obtiene de la unión de un número determinado de hilos.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio • Secado: Los productos procedentes del bobinado se pasan por diferentes dispositivos de secado con objeto de eliminar el exceso de agua en el que había disuelto el ensimaje y otorgar al ensimaje un tratamiento térmico necesario para consolidar sus propiedades frente a las aplicaciones a las que será sometido. estando formada. por 32 hilos de 76. Pueden realizarse otras configuraciones que dependerán de las prestaciones exigidas a las fibras en el material compuesto. • Transformación final: En la transformación final se realizarán las operaciones necesarias para conferir al hilo el formato adecuado para la correcta utilización por parte de los Fabricantes de GRC. Para los Roving Ensamblados Cem-FIL la unidad TEX habitual de la mecha es de 2450 TEX. Esta mecha es bobinada en forma de Roving o gran carrete de dimensiones. peso y densidad controladas.5 TEX/hilo o por 64 hilos de 38 TEX/hilo. procedentes de ovillos. formando una "mecha". La medida física del hilo es el TEX. el ensimaje. arenas. Un esquema del proceso de fabricación de la fibra de vidrio junto a sus productos finales puede ser apreciado en la figura 1-6. gravas. dividirse en los filamentos individuales que lo forman. entre uno y otro. manteniéndose en forma íntegra (con todos los filamentos unidos) durante y tras el amasado realizado. Hilos Cortados: Los hilos procedentes de los ovillos son. durante el proceso de amasado o en contacto con agua o disolución acuosa. cortados en longitudes determinadas. lo que es lo mismo. * Los Hilos Cortados Dispersables en Agua: Hilos que son capaces de dispersarse o. Los hilos cortados van destinados a los procesos de amasado y aplicación por medio del colado-vibrado tradicional o por el de proyección de la mezcla realizada. Dentro de la gama de los hilos cortados tenemos dos grandes e importantes familias: * Los Hilos Cortados Íntegros: Hilos que son capaces de aguantar grandes abrasiones durante el amasado con aglomerantes hidráulicos. en este caso. según lo exija la aplicación a la que vayan destinados. 29 .Resistente Cem-FIL y como elemento diferenciador.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Los diferentes rovings tendrán todos en común el mismo vidrio Alcali. agua y aditivos químicos. Los rovings van destinados a aplicaciones de proyección simultánea (ya sea manual o automatizada) y a procesos de refuerzo con hilos continuos y/o cortados. y sus productos Finales [18]. Proceso de Fabricación de la Fibra de Vidrio. 30 .ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Figura 1-6. Por su parte. si el proceso es el de proyección simultánea (uso de la fibra en forma de roving) la cantidad de fibra de vidrio Álcali-Resistente Cem-FIL será del 5% en peso del total de la mezcla realizada para la fabricación del GRC. si en el proceso de fabricación se ha de incorporar la fibra de vidrio durante el amasado del mortero (premezcla o premix) la proporción será del 3% del total de la mezcla realizada. Esto es. 31 . etc. Bajo la descripción general de GRC hay numerosas posibilidades de variar las mezclas dependiendo del uso del producto final o del método de fabricación elegido para producir una familia de compuestos.5 Fabricación de un GRC 1.5. La estandarización está más arraigada en las mezclas empleadas sobre GRC para aplicaciones arquitectónicas y en las mezclas usadas en el proceso de fabricación por proyección simultánea. la cantidad de fibra de vidrio dependerá: a.1 Elementos Constituyentes Los componentes más usuales de un GRC son: • • • • • Cemento. superplastificantes. Agua. R. Aditivos. elementos puzolánicos especiales. Entre los aditivos destacan los plastificantes. Arena. polímeros. Estos aditivos serán agregados. hidrófugos. dependiendo de las propiedades y diseño a otorgar al GRC en cada obra y en base a los requerimientos exigidos en las prescripciones correspondientes. Del proceso de fabricación del GRC: Dependiendo del proceso de fabricación del GRC se tendrán variaciones en la cantidad de fibra añadida. fluidificantes. pigmentos. Por el contrario. o no. Fibra de Vidrio A. impermeabilizantes.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 1. Cuando la proporción es de un 5% se utilizan las fibras AR para las aplicaciones que exigen una gran resistencia. tales como los paneles de fachada arquitectónicos. la cual dependerá en gran medida del proceso de fabricación. Ya se ha considerado la longitud crítica de la fibra. reduciendo la densidad de productos de hormigón. y que en el caso de este estudio es cercana a los 2 mm. La Resistencia a otorgar a GRC: La cantidad de vidrio Álcali-Resistente en forma de fibras es muy importante desde el punto de vista de la resistencia que presenta el elemento compuesto GRC. Cuando las proporciones se presentan entre el 1 % y el 2%.1 de esta Memoria.2. c.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio b. Para procesos de proyección simultánea (utilización de roving) las longitudes ideales oscilan entre los 30 y los 45 mm [19]. presentando sus mayores prestaciones a los 12 mm. 7 32 . es la longitud de la fibra7. pero también es importante tener en cuenta la longitud de las fibras para la consecución de unos adecuados niveles de resistencia. descrita en el punto 1. las fibras AR son ideales para mezclas armadas. Cuando la proporción está entre el 2% y el 3. Otro parámetro a controlar durante el proceso de fabricación del GRC. las fibras AR minimizan la segregación de materiales y evitan las microfisuraciones de las piezas fabricadas con cemento. por ejemplo. Para estos procesos las longitudes ideales (aquéllas con las que se tiene la mayor resistencia con una perfecta trabajabilidad) oscilan entre los 6 y 24 mm. en procesos de premezcla una fibra muy larga puede dar problemas de amasado y de destrucción de la fibra por abrasión en su superficie. ya que.5% las fibras AR sirven de refuerzo primario en productos realizados por moldeo y vibración de bajo coste. De la Aplicación: Las fibras de vidrio AR pueden ser incorporadas entre el 0. Cuando la proporción es baja. aumentando la dureza y la resistencia a los choques.1 % y el 5% en peso. ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 1.5.2 Procesos de Fabricación de un GRC. Dentro de este apartado se presentan los diferentes procesos actuales de fabricación de un GRC. Hay que tener en cuenta que procesos distintos y/o híbridos a los presentados pueden utilizarse para la fabricación de piezas específicas. 1.5.2.1 Procesos de Proyección Simultánea La proyección simultánea es un proceso de fabricación mediante el cual se obtienen piezas de GRC reforzadas de forma bidireccional (en el plano). La fabricación consistirá en la proyección de capas que posteriormente se irán compactando entre sí hasta formar el espesor total de la lámina o panel de GRC (normalmente entre 10 y 15 mm). Dentro de este proceso de fabricación del GRC se incluye [20]: a. Proyección Simultánea Manual: Un operario es el encargado de proyectar las capas, mediante una pistola de proyección (ver figura 1-7). Se utiliza para la fabricación de paneles de cerramiento de gran tamaño o de otro tipo de elementos de construcción que requieren una elevada resistencia. Figura 1-7. Proyección Simultánea Manual de GRC. b. Proyección Simultánea Automática: La pistola de proyección realiza un movimiento de vaivén transversal sobre unos moldes que van pasando por debajo (ver figura 1-8). Este método se emplea con productos planos como los encofrados 33 ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio perdido de puentes, o para componentes que pueden posformarse con una técnica de molde plegado, tales como conductos de cables. Figura 1-8. Proyección simultánea automática de GRC. c. Proyección Simultánea Robotizada: Las máquinas son controladas por computador, basándose en el principio de proyección concéntrica8, siendo capaces de proyectar a intensidades de hasta 35 kg/min. Se pueden memorizar los perfiles para repetirlos con exactitud. El computador controla la velocidad de la cinta transportadora, la velocidad de bombeo de mortero y los dispositivos de control de circulación del agua. 1.5.2.2 Procesos de Premezcla En el proceso de premezcla, el refuerzo de la fibra de vidrio actúa de forma tridimensional, pues las fibras se orientan en las tres direcciones. Todos los procesos de premezcla tienen en común el acto del mezclado, que normalmente se efectúa en una hormigonera o en un amasador simple de paletas. Las fibras de vidrio Cem-FIL, a diferencia de algunas otras de refuerzo, presentan una perfecta incorporación y se pueden mezclar hasta un % elevado dentro de un mortero sin que se produzcan apelotonamientos o problemas de homogeneización. Consiste en proporcionar tanto hormigón como hilo de vidrio cortado a partir de un único punto de salida. Con esto se logra reducir las pérdidas de hilo de vidrio. 8 34 ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio El proceso de premezcla consta, normalmente, de dos etapas. En la primera se mezclan y amasan los componentes del mortero y se adicionan las de vidrio, y en la segunda se aplica la mezcla al molde (o en su caso a la realización de la obra in-situ, como por ejemplo, en la realización de revocos, soleras, etc.). Por lo general, las resistencias obtenidas con los procesos de premezcla son inferiores a las obtenidas por proceso de Proyección Simultánea. Por otra parte, dada la extremada simplicidad, la fácil trabajabilidad y la sencilla puesta en obra, el proceso de colado-vibrado se convierte en la aplicación más rápida y sencilla de realización de todas las de fabricación de piezas en GRC. Dentro de este proceso de fabricación del GRC se destaca [21]: a. Proceso de Colado-Vibrado: Es el proceso más difundido de aplicación de premezcla. Las fases de realización de un colado vibrado son: Realización de la premezcla, colado en un molde, vibrado, fraguado, desmoldeo y curado. Este proceso se emplea para la fabricación de gran número de piezas tanto ornamentales como arquitectónicas (ver figura 1-9). Dentro de este proceso se destacan dos variantes: • • Colado-Vibrado en Molde Abierto. Colado-Vibrado en Molde y Contramolde. Figura 1-9. Colado-Vibrado de Premezcla. 35 ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio b. Proyección de Premezcla: Esta aplicación ha tenido gran aceptación en los últimos años pues el nivel de resistencia que las piezas de GRC adquieren con él está entre las grandes resistencias del GRC procedente de Proyección Simultánea y las de un GRC procedente del Colado-Vibrado (ver figura 1-10). Figura 1-10. Premezcla proyectada. 1.5 Características Mecánicas, Físicas y Químicas de un GRC En la Tabla 1-6, que se muestra a continuación, se aprecian los niveles de resistencia adquiridos por un GRC a los 28 días, fabricado tanto por el método de proyección como por el de premezcla, además se compara con un mortero que no contiene fibra de vidrio. Todos los valores corresponden a placas de espesor de 10 mm. 36 ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Tabla 1-6. Resistencias Mecánicas a los 28 días de un GRC. Propiedades Fibra Cem-FIL (% en peso) Flexión Módulo de Rotura (MPa) Límite Elástico (MPa) Tracción Módulo de Rotura (MPa) Límite Elástico (MPa) Resistencia a la Compresión (MPa) Resistencia al Choque (Kj/m ) Módulo de Elasticidad (GPa) Deformación a la Rotura (%) Densidad del Material (g/cm3) Fuente: P. Comino, El GRC, 2003. 2 Proyección 5 20 – 30 7 – 11 Premezcla 3 10 – 14 5–8 Mortero Común 0 5 – 12 3–6 8 – 11 5–7 50 – 80 10 – 25 10 – 20 0.6 – 1.2 1.9 – 2.1 4–7 4–6 40 – 60 10 – 15 10 – 20 0.1 – 0.2 1.8 – 2.0 3 –5 3–5 20 – 50 5 – 10 9 – 15 0.1 – 0.2 1.7 – 2.1 Tanto la resistencia como la durabilidad del GRC pueden verse mejoradas notablemente gracias a la adición de un tipo de metacaolín específico, y también con la adición de polímeros acrílicos. Los datos expuestos se aplican a formulaciones de GRC con una relación arena/cemento entre el 0.5 y 1. Las propiedades físicas y químicas del GRC se muestran en la Tabla 1-7. 37 ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Tabla 1-7.4 El panel sándwich en este caso se compone de una lámina de GRC de 10 mm de espesor. El GRC. Propiedad Pesos Aproximados Lámina simple 8 mm de espesor (kg/m2) Lámina simple 12 mm de espesor (kg/m2) Panel Sándwich9 (kg/m2) Retracción irreversible (%) Retracción final (%) Coeficiente de Dilatación Térmica (mm/°C) Coeficiente de Conductividad Térmica (W/m °C) Resistencia Química Resistencia a los Sulfatos Ambiente Marino Hielo – Deshielo Luz ultravioleta Acústica – Reducción de dB Lámina de GRC de 10 mm de espesor (dB) Lámina de GRC de 20 mm de espesor (dB) Sándwich de 10 cm (dB) Aislamiento Térmico Lámina simple 8 mm de espesor (W/m °C) Lámina simple 12 mm de espesor (W/m °C) Panel Sándwich (W/m °C) Fuente: P. 2003. una capa de poliestireno expandido de 110 mm y otra capa de GRC de 10 mm de espesor. Propiedades Física y Químicas típicas de un GRC.05 0.2 0. 9 38 .5 – 1 Buena Se usan cementos especiales No afecta propiedades mecánicas Ningún cambio No lo degrada 30 35 47 5.3 5.2 10 – 20 x 10-6 0. Comino. Valor 16 24 44 0. positivamente. Se ha de tener en cuenta el ligero peso que presentan las piezas de GRC a la hora del diseño de la estructura y sus cimentaciones. Debido a la ligereza y características del GRC el montaje se simplifica. Esta ventaja de ligereza va a repercutir. Una pequeña lista de factores que pueden verse modificados frente a la utilización del GRC. Maquinaria de instalación y puesta en obra.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 1. lográndose grandes ahorros de material. sobre diferentes factores de diseño e instalación de las piezas y/o estructuras que soporten el GRC y de las mismas instalaciones (puesta en obra) de las piezas realizadas en este material. lo cual repercute sobre el ahorro de materiales. Anclajes y herrajes de unión a los entramados de la estructura son mucho más ligeros. la maquinaria necesaria para su instalación en obra es mucho más ligera (de menor capacidad). Cuadrillas de montaje. b. 39 . Estructura y cimentaciones del edificio que sustentan las piezas del GRC. e. Ya que las piezas de GRC son poco pesadas.7 Ventajas competitivas del GRC La mayor de las ventajas que presenta el GRC es su reducido peso (del orden de entre 1/3 y 1/10 del peso de elementos equivalentes en hormigón convencional) guardando las mismas o superiores prestaciones. es la siguiente: a. c. lo cual abarata una partida importante como es la del transporte de los elementos prefabricados a obra. d. reduciéndose el número total de montadores necesarios. Por su característica de ligereza se pueden transportar del orden de 3 a 5 veces más piezas de GRC que de hormigón convencional. Transporte de las piezas a obra. El poco peso lo hace ideal para su uso en edificios de gran altura. para el refuerzo de los composites (materiales compuestos) de cemento. lo que reduce los costos de transporte. Gran resistencia contra la propagación de fisuras. Gran resistencia al impacto. Todos estos factores de ahorro. Aptitud a ser moldeado en formas complejas. 1. aún en pequeños espesores. El montaje es mucho más rápido.8 Cualidades del GRC Las fibras de vidrio tienen excelentes propiedades. Las principales cualidades que las fibras AR confieren al GRC son: a. c. El reducir el tiempo de construcción. Ligero. Debido al poco peso de las piezas de GRC las grúas emplean menos tiempo de montaje y por tanto de construcción. (Especialmente útil para la renovación y restauración de inmuebles). b. Durabilidad. estudiados en su conjunto. f. i. puesta en obra e instalación. por su alto rendimiento y por sus altas prestaciones.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio f. El GRC no se corroe ni se deteriora en condiciones atmosféricas. g. Impermeabilidad. 40 . por resistencia alcalina. suponen una grandísima ventaja competitiva del GRC y lo convierten en líder frente a otros materiales alternativos. Aptitud de reproducción de detalles de superficie (ideal para imitar piedra o pizarra). debido a la absorción de energía por los haces de fibra. permitirá anticipar la entrada en el edificio de otros oficios y un ahorro en los costos de financiación. que hacen de ellas el refuerzo ideal para los materiales compuestos de matriz inorgánica. d. e. derivada de las características de sus componentes. j. h. AR es la fibra idónea. Resistencia a los agentes atmosféricos. Incombustibilidad. ya que la fibra utilizada es inmune a la acción de los álcalis del cemento. ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio k.9 Principales Aplicaciones del GRC Todas las características anteriormente citadas hacen del GRC un material ampliamente utilizado10. En la protección contra el fuego: • • Puertas y pantallas antifuego Conductos antifuego 10 Incluso en Chile ya hay algunas empresas dedicadas a la producción de algunos artículos de GRC. Reduce la carga en los edificios. Enorme catálogo de texturas y acabados de superficie realizables. A continuación se detallan las aplicaciones más usuales del GRC: a. 41 . l. m. n. 1. Sus aplicaciones presentan un campo muy extenso en la Arquitectura e Ingeniería. tales como canaletas y áreas verdes transitables. lo que conduce a una reducción de los costes de estructura y cimentación. o. Ilimitadas posibilidades de diseños arquitectónicos. Excelente resistencia frente al vandalismo. Reduce los cuidados de mantenimiento. En la Industria de la Construcción: • • • • • • • Paneles de Fachada y cerramientos en general Sistemas modulares de vivienda Elementos para cubiertas Decoración de interiores Piscinas Pavimentos Revestimiento de Túneles b. carreteras y ferrocarril Protección de maquinarias ruidosas. En la figura 1-11 se aprecian algunas aplicaciones del GRC. e. En la agricultura: • • • • Comederos para animales Elementos de drenajes Suelo de granjas Bebederos g. En la industria marítima: • • Pontones. canales y boyas Tanques para piscifactorías f. 42 . En el control del ruido: • • Barreras antirruido en autopistas. En el diseño: • • • • • Mobiliario urbano de todas clases Escudos y adornos Moldes Elementos decorativos Imitaciones a rocas en parques artificiales. En el aislamiento térmico: • • Paneles para aislamiento térmico de edificios Cámaras Frigoríficas d.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio c. 43 .ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Figura 1-11. Aplicaciones del GRC. 1 Introducción En la actualidad. Las fibras de vidrio se utilizan. plásticas y en algunos casos vegetales. Además se estudian los cambios en la trabajabilidad en el hormigón dada la incorporación de la fibra de vidrio. pero no en la aplicación con hormigones compuestos por áridos mayores a 5 mm. Utilizando un árido de tamaño máximo de 8 mm se establece un plan de ensayos a realizar en los laboratorios de la sección de Hormigones del Instituto de Investigación y Ensaye de Materiales (IDIEM) de la Universidad de Chile.2 Objetivos 2. 44 . para el refuerzo de fibras de los hormigones. mezcladas en pastas de cemento o morteros de granulometría muy fina. En esta memoria se estudia el comportamiento mecánico de los hormigones reforzados con fibra de vidrio. se utilizan fibras metálicas. en el GRC (Glass Reinforced Concrete).ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Capítulo 2 PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Y PROGRAMA DE ENSAYOS 2.1 Objetivo General El objetivo general de esta memoria es determinar cómo varían las propiedades mecánicas del hormigón al adicionarle distintos porcentajes de fibra de vidrio. 2. caracterizando su resistencia a la compresión y a la flexotracción como función del porcentaje de fibra de vidrio álcali-resistente adicionado.2. generalmente. . 2.3 Programa de Ensayos Para cuantificar el efecto de la incorporación de fibras de vidrio AR al hormigón. especialmente diseñada para hormigones. y su incidencia en la trabajabilidad. y el segundo referido al hormigón ya endurecido. que para un refuerzo eficiente no debe 45 . se efectuarán ensayos comparativos entre un “hormigón patrón” (sin fibras) y hormigones con distinto porcentaje de fibra adicionado. de la casa Vetrotex. Dicho largo condicionará el tamaño máximo de árido grueso.2 Objetivos Específicos Los objetivos específicos a conseguir con esta memoria se pueden clasificar en dos grupos. Dado lo anterior. Para el Hormigón Reforzado con fibra de vidrio en estado fresco se quiere: • • • Determinar la trabajabilidad.2. es confeccionada.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 2. en un largo de 12 mm. Éste es el largo estándar. 2. se establecen dosificaciones óptimas para el hormigón reforzado con fibra de vidrio.2 Variable a Estudiar en el Desarrollo Experimental La variable a estudiar será el porcentaje de fibra de vidrio AR adicionada al hormigón. Para el hormigón reforzado con fibra de vidrio ya endurecido se quiere: Determinar la resistencia a la compresión. en que este tipo de fibra de vidrio AR. resistencia a la compresión y resistencia a la flexotracción de éste. Determinar la resistencia a la flexotracción. La fibra usada será Cem-FIL Anti-Crack HD. El primero referido al hormigón en estado fresco. 20 0. Se ha considerado este tipo de hormigón. El primer ensayo se realizará con el hormigón en estado fresco. Se utilizará un hormigón de una calidad nominal. Los porcentajes adicionados de fibra de vidrio estarán comprendidos entre el 0.05 0. Tipos de Hormigones a Ensayar.40 Fuente propia. ya que se piensa que aplicaciones del hormigón reforzado con fibra de vidrio pueden ser losas. para cada uno de los tipos de hormigones. de 250 kgf/cm2. a los 28 días. Dado lo anterior el tamaño máximo del árido grueso. Los dos últimos ensayos se realizarán con 11 Los resultados de dichos ensayos pueden ser consultados en la sección Anexos. Dado lo anterior se tendrán 5 medidas a ensayar tal como se indica en la Tabla 2-1.03% en peso del hormigón. 46 . del presente trabajo.4% en peso del hormigón duplicando el porcentaje de fibra adicionada en cada ensayo. resistencia a la compresión y resistencia a la flexotracción. Los ensayos a realizar son los de trabajabilidad. medida como resistencia a la compresión. y como límite superior el 4% señalado en la literatura [24]. es de 8 mm. tomando como límite inferior la cantidad mínima de fibra a adicionar recomendada por el fabricante [23] equivalente a 0.10 0.05% y el 0. Tabla 2-1. Identificador H0 H1 H2 H3 H4 % de Fibra de Vidrio AR adicionado 0. para esta investigación.00 0.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio sobrepasar los 2/3 de longitud de la fibra [22]. Dichas dosificaciones fueron obtenidas luego de realizar una serie de un ensayos de prueba11. radieres o algún otro que no requiera de mayores resistencias. H2. Un resumen de los ensayos a realizar puede ser apreciado en la Tabla 2-2. Debido a que las fibras reducen la trabajabilidad del hormigón fresco. Resumen de los Ensayos a Realizar. se hace necesario determinar en qué proporción lo hacen.4 Descripción de los Ensayos 2. para el uso que se desea darle. H4 H0.1 Trabajabilidad [25] Durante la etapa en que el hormigón se mantiene en estado fresco es de gran importancia poder otorgarle una docilidad adecuada. H1.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio el hormigón ya endurecido. H2. Su ejecución está regulada por la NCh 1019 y consiste básicamente en rellenar un molde metálico troncocónico de dimensiones normalizadas. H3. H4 Menos de media hora 7 días 28 días a a la Endurecido H0. H1. H3. Tabla 2-2. del Tipo de Hormigón Edad del Hormigón Fresco la Endurecido H0. H3. H1.4. en dos etapas: la primera cuando el hormigón cuenta con 7 días de edad y la segunda cuando el hormigón cuenta con 28 días. en tres capas apisonadas con 25 golpes de 47 . Ensayo Estado Hormigón Trabajabilidad Resistencia Compresión Resistencia Flexotracción Fuente propia. H4 7 días 28 días 2. Estos ensayos también comprenden los 5 tipos de hormigones. Para cuantificar la trabajabilidad del hormigón se medirá el asentamiento de cono. H2. Este ensayo fue ideado por el investigador norteamericano Abrams. 48 . De las primeras.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio varilla-pisón y. medir el asentamiento que experimenta la masa de hormigón colocada en su interior. Estado de las superficies de aplicación de la carga. El procedimiento de ensayo para la determinación de la resistencia a la compresión del hormigón está establecido en la norma chilena NCh 1037 – 77 [26]. De esta manera. Esta medición se complementa con la observación de la forma de derrumbamiento del cono de hormigón. puesto que depende de las condiciones en que ha sido realizado.3 Compresión La resistencia a la compresión es una de las propiedades más importantes del hormigón. Centrado de la carga de ensayo. siendo también el factor que se emplea frecuentemente para definir su calidad. y la forma de derrumbamiento permite apreciar la consistencia del hormigón. Entre estas condiciones. b. se emplean de preferencia las de 15 y 20 cm de arista.4. la fluidez. luego de retirar el molde. las de mayor influencia son analizadas a continuación: a. mediante golpes laterales con la varilla-pisón. principalmente. la medida del asentamiento permite determinar. El valor de la resistencia obtenido en el ensayo no es absoluto. Condiciones de ejecución del ensayo: • • • Velocidad de aplicación de la carga de ensayo. y para las segundas las de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura. donde: 2. Forma y dimensiones de la probeta: • Las probetas empleadas normalmente para determinar la resistencia a la compresión son de forma cúbica o cilíndrica. aproximando a 1mm. aproximando a 50 gr. aproximando a 1 mm. • Probetas cúbicas: Se coloca el cubo con la cara de llenado verticalmente. Edad del hormigón. y la altura de la probeta en 2 generatrices opuestas antes de refrentar. y las alturas de las caras laterales. d. Medición de las Probetas. se resume a continuación: a. El procedimiento de ensayo. Las probetas cúbicas se colocan con la cara de llenado verticalmente y las cilíndricas asentadas en una de sus caras planas refrentadas. Condiciones ambientales: • • Temperatura.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio c. Ensayo. Humedad. b. Se debe determinar la masa del cubo. • Probetas cilíndricas: Se miden dos diámetros perpendiculares entre sí aproximadamente a media altura. • Se debe limpiar las superficies de contacto de las placas de carga y de la probeta. Características del hormigón: • • • Tipo de cemento. Relación agua / cemento. Se determina la masa del cilindro antes de refrentar. Se miden los anchos de las 4 caras laterales del cubo aproximadamente a media altura. descrito en la norma chilena NCh 1037. aproximando a 50 gr. Al acercar la placa superior de la máquina de ensayo se debe asentarla sobre la probeta de modo de 49 . colocando la probeta en la máquina de ensayo alineada y centrada. 4. El procedimiento de ensayo se basa en la norma chilena NCh 1038 [27] y consiste en someter a una vigueta de hormigón simplemente apoyada. Resultados. y en ese caso un aumento de la resistencia a flexotracción por efecto de las fibras sería muy beneficioso.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio obtener un apoyo lo más uniforme posible. de forma tal que la rotura se alcance en un tiempo igual o superior a 100 segundos y que la velocidad de aplicación de carga no sea superior a 3. • Se calcula la resistencia a la compresión del hormigón mediante la siguiente fórmula: RC = P S (2.4 Flexotracción Se ha considerado de interés el caracterizar los hormigones del presente estudio en cuanto a su resistencia a la flexotracción. c. a una solicitación de flexión mediante la acción de dos cargas concentradas en los límites del tercio central de la luz de ensayo. ello principalmente. debido a que una posible aplicación de estos hormigones sería la de pavimentos industriales. Finalmente se registra la carga máxima expresada en kgf. 50 .1) donde: S= P= Superficie de carga Carga Máxima 2. La carga debe aplicarse en forma continua y sin choques a velocidad uniforme.5 kgf/cm2/seg. Altura promedio de la probeta en la sección de rotura. Carga máxima aplicada. Si la fractura se produce fuera del tercio central de la luz de la probeta. se calcula la resistencia a la tracción por flexión como la tensión de rotura según la fórmula siguiente: R= P*L b * h2 (2. 51 .05 L de esa línea. medida a lo largo de la línea central de la superficie inferior de la probeta. Luz de ensayo de la probeta. se calcula la resistencia a la tracción por flexión como la tensión de rotura.2) donde: R P L I h = = = = = Tensión de rotura. cm. según la fórmula siguiente: R= 3* P * a b * h2 (2. N (kgf). mm (cm) Ancho promedio de la probeta en la sección de rotura. mm (cm).ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Si la fractura de la probeta de produce en el tercio central de la luz de ensayo. en la zona comprendida entre la línea de aplicación de carga y una distancia de 0.3) en que: a = Distancia entre la sección de rotura y el apoyo más próximo. N/mm2 (kgf/cm2). mm (cm). Áridos Gravilla 1. La granulometría de la arena y la gravilla se indican en la Tabla 3-2. de acuerdo con la norma chilena NCh 165 Of. Para determinar las propiedades de los áridos.A. se siguieron los procedimientos establecidos por las normas chilenas NCh 1116 [28]. tanto de la arena como de la gravilla. tales como densidad aparente compactada. todas ellas del año 1977.61 1. Tabla 3-1.77 2.1 Áridos Los áridos empleados son una arena y una gravilla de tamaño máximo 8 mm. 52 . Propiedades de los Áridos.1 Materiales 3. referidas a dichos temas. NCh 1117 [29] y NCh 1239 [30]. ensidad neta y absorción.1. 177 [31].68 Aparente [g/cm3] [g/cm3] [%] 1. Propiedad Unidad Arena Densidad Compactada Densidad Neta Absorción Fuente propia.87 Para determinar la granulometría de los áridos se procedió a tamizar los áridos.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Capítulo 3 DESARROLLO DE LA ETAPA EXPERIMENTAL 3. Las propiedades de los áridos se muestran en la Tabla 3-1.74 2.60 2. cuya procedencia es la planta de áridos PÉTREOS S. F.79 [32]. Esto indica un contenido despreciable por lo que resulta una arena recomendable para ser utilizada en la fabricación de hormigones y morteros.1 Determinación de Impurezas en las Arenas para Hormigones La norma chilena NCh 163 Of. no presentar impurezas orgánicas.67 Gravilla 100 72 51 30 20 7 3 4. 12 Esta apertura de tamiz no corresponde a la serie ASTM.1.17 3. 53 . sino que a la serie complementaria indicada en NCh 165 Of77. Fuente propia. establece como requisito general para las arenas que serán utilizadas en la confección de morteros y hormigones.52 [33] se procedió a determinar calorimétricamente la presencia de impurezas orgánicas. Al someter la arena a la acción del hidróxido de sodio al 3% durante un período de 24 horas se obtuvo una disolución de color más débil al patrón (ver figura 3-1).ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Tabla 3-2. Granulometría de Áridos. La medición de impurezas orgánicas fue realizada en el laboratorio de Materiales Poliméricos del IDIEM de la Universidad de Chile.1. Tamices Empleados ASTM 812 mm N° 4 N° 8 N° 16 N° 30 N° 50 N° 100 M. Porcentaje que pasa en peso Arena 100 91 84 73 58 21 6 2. Siguiendo la norma chilena NCh 166 Of. que corresponde a un cemento tipo Pórtland pozolánico de grado corriente. 3. 3. Su nombre comercial es Cem-FIL Anti-Crack HD (High Dispersión).ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Figura 3-1.2 Cemento El cemento utilizado es fabricado por CEMENTO MELON S.3 Fibras de Vidrio Álcali-Resistentes La fibra de vidrio utilizada.1. Determinación calorimétrica de impurezas. y su denominación comercial es cemento Melón especial. por lo cual su relación de aspecto (cuociente entre el largo de la fibra y su diámetro) 54 . por lo cual ha recibido certificación de calidad IDIEM. y es fabricado por el grupo SAINT GOBAINVETROTEX. cumple con todas las especificaciones establecidas por la norma chilena NCh 148 referente a cementos [34]. Cabe señalar que este cemento. es un monofilamento resultante de la dispersión de haces de fibra al entrar en contacto con la humedad del hormigón.1. El diámetro del filamento corresponde a 14 micras y su longitud a 12 mm.A. Esta agua cumple con la norma NCh 40913 [35].4 Agua Para la confección de los hormigones se utiliza agua potable tomada directamente desde la red de suministro de la ciudad de Santiago. Principales Propiedades Mecánicas y Físicas de la Fibra de Vidrio CemFIL Anti-Crack HD.7 GPa 72 Gpa 2. La norma NCh 1492 Of.1.68 g/cm3 2.82 [36] establece que el agua potable puede ser utilizada como agua de amasado para hormigones. Valor 1. Fibras Cem-FIL. Tabla 3-3. referida a los requisitos del agua potable.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio equivale a 857. Propiedad Resistencia a la Tracción del Filamento Módulo Elástico de Young Gravedad Específica Alargamiento a la Rotura Diámetro del Filamento Longitud Relación Longitud-Diámetro Número de fibras por kilo Fuente: Saint Gobain-Vetrotex. La Tabla 3-3 muestra un resumen con las características físicas y mecánicas más importantes de este tipo de fibra. 55 .4% 14 µm 12 mm 857:1 212 millones 3. 13 Este dato fue corroborado por el departamento técnico de la Empresa Aguas Andinas. obteniéndose las cantidades definitivas de materiales a usar para el hormigón.2. Dicha dosificación se indica en la Tabla 3-4. 3. que equivale al 1% en peso de cemento.1 Dosificación del Hormigón Patrón En primer lugar se procede a dosificar el hormigón H-25 (resistencia a la compresión de 250 kg. 14 Los resultados de esta colada de prueba pueden ser consultados en los Anexos de esta Memoria.R. [39] fabricado por SIKA S. disminuye la trabajabilidad del hormigón [38]. Para ello se sigue la metodología indicada por el ACI (American Concrete Institute) [40].1.A. El aditivo usado es Plastiment H.E./cm2 a los 28 días y medida en probetas cúbicas de arista 20 cm). 56 .ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 3.5 Aditivo [37] Al adicionar fibra de vidrio. Considerando que los hormigones sujetos de este estudio pueden ser producidos y comercializados por empresas de hormigón premezclado. Para evaluar la dosificación obtenida. tomando como puntos de partida un tamaño máximo del árido de 8 mm y un asentamiento de cono entre 5 y 10 cm. En base a los resultados de esta colada de prueba se procede a ajustar la dosificación calculada. La dosificación utilizada es la recomendada por el fabricante. para así facilitar su eventual traslado a grandes distancias en camiones revolvedores. se hace una colada de prueba14 en la cual se mide la trabajabilidad y se toman muestras para ensayar a compresión a los 7 días. Por este motivo se utiliza un aditivo plastificante. se decide usar un aditivo que además tenga características de retardador de fraguado.2 Dosificación y Confección del Hormigón 3. Peso Total Relación agua / cemento Fuente propia.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Las probetas de prueba fueron confeccionadas en Obra15. y curadas y ensayadas en la sección aglomerantes del IDIEM de la Universidad de Chile. Para más información ver la Tabla 2-1 de esta Memoria.2 Confección del Hormigón Con el objeto de establecer una comparación más efectiva entre el comportamiento de hormigones con y sin fibra. Dosificación en peso seco para 1 m3 de hormigón H-25. El procedimiento detallado de la confección de los hormigones se describe a continuación: 15 16 La obra de ubicaba en la comuna de La Granja.2.E. Estos fueron definidos en función del porcentaje de fibra de vidrio adicionado al hormigón. Tabla 3-4. en 5 fracciones correspondientes a cada tipo de hormigón (un hormigón patrón y 4 hormigones con fibras16). se planifica la preparación conjunta de todos los tipos de hormigones a partir de una sola colada de origen. 57 . Material Cemento Gravilla Arena Agua de Amasado Agua de Absorción Aditivo Plastiment H.6 2292 0. Para lo anterior se procede a separar el hormigón fresco. Peso [kg] 460 645 900 245 37 4.R.53 3. inmediatamente después de amasado. agua total (agua de amasado y de absorción corregida por humedad). g. mezclándolo con una fracción del agua total (10 a 15% aproximadamente). Cargar el cemento en la betonera. e. i. aditivo y fibras. Amasar los materiales durante 2 minutos. Preparar la betonera. l. n. r. Revolver manualmente la mezcla verificando su estado (asegurándose de que la fibra se haya mezclado uniformemente y que no hayan grumos de fibras). para que así ellos presenten un estado de humedad uniforme. Iniciar un amasado de 2 minutos. Cargar la betonera con la fracción de hormigón correspondiente a un cierto porcentaje de fibra. Amasar durante otros 2 minutos. la cantidad de hormigón correspondiente a la fracción de cada tipo (ello se hace pesando el material equivalente a un cierto volumen). agregando una fracción del agua total (un 20% aproximadamente). agregando el agua y aditivo restante. k. Homogeneizar separadamente los dos áridos mediante una revoltura a pala. f. 58 . durante el cual se va incorporando paulatinamente la fibra mediante una “lluvia continua” de los filamentos sobre el hormigón. d. humedeciéndola antes de cargar los materiales.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio a. Determinar la densidad aparente del hormigón fresco [41]. b. Revolver manualmente la mezcla verificando su estado (asegurándose de que no quede material sin mezclar adherido al fondo y en las paredes de la betonera). El hormigón en las pailas es cubierto con láminas de polietileno para evitar la evaporación del agua. Preparar el aditivo. Corregir por humedad el peso de los áridos y del agua. q. o. c. h. Tomar muestras de los áridos pesados y determinar su contenido de humedad. previamente humedecidas. m. j. p. Cargar la gravilla y la arena en la betonera. Pesar el cemento. Revolver los áridos durante 30 segundos para humedecerlos completamente. Descargar en pailas plásticas. Pesar los áridos separadamente (gravilla y arena) en estado húmedo. t.3 Programación de las Coladas Se planifica la ejecución de dos series de coladas. • Serie N°2: Se realizan coladas de 55 litros cada una y se contempla también la fabricación de los 5 hormigones descritos en el punto anterior. u. a partir del volumen inicial. cubriéndolo para evitar evaporación. Se realizan el ensayo de trabajabilidad.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio s. De esta forma se tiene lo siguiente: • Serie N°1: En esta serie se realizan coladas de 72 litros cada una y se contempla la fabricación de 5 hormigones a partir del volumen inicial (un hormigón patrón y los 4 tipos de hormigón con distinto porcentaje de fibra de vidrio adicionado). r y s. medir la docilidad de cada uno de ellos mediante el cono de Abrams. Se realizan 2 coladas de esta serie.2. Amasar durante otros 3 minutos. Una vez amasados todos los hormigones. tanto a 7 como a 28 días de edad. Además se moldean las probetas prismáticas para ensayar a flexotracción. v. Cargar nuevamente la betonera con otra fracción de hormigón y repetir los puntos q. Moldear las probetas correspondientes para los ensayos planificados de la colada. además de efectuar el ensayo de trabajabilidad del hormigón en estado fresco. En total se realizan 5 coladas de esta serie. 59 . Descargar el hormigón con fibra en una paila. Todo el proceso de mezclado de los distintos hormigones requiere un tiempo aproximado de 45 minutos. 3. De estas coladas se moldean los cubos que serán ensayados a compresión tanto a 7 como a 28 días. hasta haber confeccionado todos los tipos de hormigones. La faena de confección del hormigón requiere la participación de a lo menos 3 personas. La medición de la docilidad y el moldeo de las probetas requiere a su vez de otros 30 minutos. cada una de ellas con el objetivo de moldear un grupo distinto de probetas. 3.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio La identificación y ordenación de las distintas coladas se resume en la tabla 3-5. EOf75. Es importante señalar que como forma de control de calidad del hormigón. 60 . en cada una de las coladas. comprendida entre 5 y 10 cm de asentamiento de cono. el apisonado. además de mostrar los resultados de estas mediciones. tal como indica la citada norma NCh 1017. se realizaron ensayos adicionales de docilidad (aparte de los establecidos en la colada 1 para todos los tipos de hormigones) sobre algunas17 de las mezclas de hormigón para verificar que se había conseguido el asentamiento de cono deseado. y ver cómo variaba el asentamiento de cono de los hormigones con fibras. Serie 1 1 1 1 1 2 2 Colada 1 2 3 4 5 6 7 Litros 72 72 72 72 72 55 55 Prismas (5) Prismas (5) Prismas (5) Prismas (5) Cubos (10) Cubos (10) Probetas (Cantidad) Ensayo Docilidad Flexotracción Flexotracción Flexotracción Flexotracción Compresión Compresión Edad Hormigón Fresco 7 días 7 días 28 días 28 días 7 días 28 días Fuente: Propia. Identificación de las Coladas. se escogió como procedimiento de compactación de la mezcla al interior de los moldes. Dada la docilidad de estos hormigones. Tabla 1-5. en el caso del hormigón patrón.3 Tipología de Probetas Fabricadas en Obra La fabricación de probetas se realizó según los procedimientos establecidos por la norma chilena NCh 1017. 17 El detalle de qué tipos de hormigón fueron ensayados en cada colada se describe en los Anexos de esta Memoria. 15 cm de alto y 53 cm de largo. Las probetas cúbicas fueron desmoldadas a las 24 horas en el laboratorio de hormigones de IDIEM. En total se fabricaron 20 probetas cúbicas. en dos capas de espesor similar.2 Fabricación de Probetas Prismáticas para Ensayos de Flexotracción Al igual que el caso anterior.1 Fabricación de Probetas Cúbicas para Ensayos de Compresión Una vez obtenida la docilidad requerida para la mezcla de hormigón reforzado con fibra de vidrio se procedió a la confección de los cubos. El proceso total de llenado del molde tomó aproximadamente 3 minutos. El tiempo requerido para llenar el molde fue de aproximadamente 5 minutos. 3. 3.3. La mezcla de material se añadió en dos capas de espesor similar dentro de los moldes de 150 mm de arista.3. El número total de probetas prismáticas también ascendió a 20. Luego de depositar una capa ésta era apisonada distribuyendo los golpes en toda la sección del molde. la mezcla fue adicionada a los moldes.3.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 3. Las dimensiones de éstos moldes prismáticos corresponden a 15 cm de ancho. procediendo a apisonarlas. y las probetas prismáticas se desmoldaron transcurridas 48 horas. 61 . se cubrió la superficie de éstos con polietileno para evitar la evaporación del agua superficial y se protegió el conjunto probeta-molde por todos sus lados con arena húmeda. previamente engrasados.3 Curado Inicial y Desmolde de las Probetas Una vez concluido el proceso de llenado de los moldes. Terminado el apisonado se procedió al alisado superficial. Al terminar el apisonado de la segunda capa se procedió al alisado superficial. debidamente engrasados. Nomenclatura de las Probetas 1° Identificador C = Cubo 2° Identificador 3° Identificador 4° Identificador 1= probeta n°1 Ejemplo C284002 V = Vigueta 07 = Ensayo a los 7 000 = 0% de días fibra 050 = 0. Las probetas estuvieron 7 ó 28 días en la mencionada cámara.1% de 28 días fibra 200 = 0. 3.05% de fibra 28 = Ensayo a los 100 = 0.2% de fibra 400 = 0.4% de fibra 2 = probeta n°2 V070001 Fuente: Propia 3.4 Identificación de las Probetas La manera de identificar las probetas se puede apreciar en la tabla 3-6 que se muestra a continuación Tabla 3-6.3. dependiendo de la identificación que se les había dado (el segundo identificador indicaba si el ensayo se haría a los 7 ó a los 28 días).5 Curado de las Probetas en el Laboratorio Las probetas cúbicas fueron colocadas en la cámara de curado (ver figura 3-2) a una temperatura de 20°C ± 1°C y a una humedad relativa de 95 ± 1%. 62 .ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio en el mismo lugar.3. El traslado al laboratorio se hizo de manera tal que las superficies y aristas de la probeta no fueran alteradas. dichas probetas prismáticas estuvieron 7 ó 28 días sumergidas en las piscinas del laboratorio de hormigones de IDIEM. Las probetas prismáticas fueron sumergidas en agua tranquila y saturada con cal (ver figura 3-3). 63 . a la misma temperatura que la anterior. Probetas cúbicas depositadas en la cámara húmeda. Dependiendo de la edad de hormigón requerida para los ensayos de flexotracción. Figura 3-3.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Figura 3-2. Probetas prismáticas sumergidas en agua saturada con cal. Esto se nota al llenar el cono y al disgregar el cono con la varilla pisón posteriormente a la medición. Figura 3-4. Al realizar los ensayos no se observan inclinaciones o disgregaciones del cono de hormigón. 64 .ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 3. Ensayo de Trabajabilidad: medición del asentamiento de cono. por el contrario.4.4 Desarrollo de los Ensayos 3. esto es. El hormigón cumple con el requisito de tener un tamaño máximo del árido menor que 50 mm y su trabajabilidad está dentro de los límites establecidos para la aplicabilidad del método. En la figura 3-4 se aprecia la medida del asentamiento de cono. se observa una gran cohesión y plasticidad de la mezcla. entre 2 y 18 cm.1 Ensayo de Trabajabilidad El ensayo se efectúa conforme a lo señalado en la norma NCh 1019. Para el caso de los distintos hormigones con fibras de observa una mayor cohesión en relación al hormigón patrón. Se ensayan dos cubos por cada tipo de hormigón (distintos porcentajes de fibra de vidrio adicionado) a 7 y continuación en la figura 3-5.3. Ensayo de compresión. de esta manera se respeta la distancia mínima de 2.2 Ensayo de Compresión El ensayo se desarrolla de acuerdo al procedimiento indicado en la norma NCh 1037. 65 . para las dimensiones de esta probeta prismática se debe realizar el ensayo con dos cargas puntuales del mismo valor. a 28 días. Se ha escogido una luz de ensayo de 45 cm. Según la norma.5 cm que debe quedar entre las líneas de apoyo y los extremos de la probeta.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 4.3. 4. Una vista de este ensayo puede apreciarse a Figura 3-5.3 Ensayo de Flexotracción El ensayo de flexotracción se ejecuta basado en la norma NCh 1038. aplicadas en los límites del tercio central de la luz de ensayo. Figura 3-6. 66 . Ensayo de Flexotracción.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Una vista del ensayo de flexotracción puede ser apreciada en la figura 3-6 que se muestra a continuación. Los resultados del ensayo se muestran en la tabla 6-1.3 1. y su representación se aprecia en los gráficos 6-1 y 6-2.3 6.8 13.8 A medida que aumenta la cantidad de fibra adicionada a la mezcla de hormigón el asentamiento de cono es menor. Resultados Ensayo de Trabajabilidad. a mayor porcentaje de fibra adicionado menor será el asentamiento de cono. Desviación Estándar Variación c/r a Hormigón Patrón [%] 7. 67 .ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Capítulo 4 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 4.7 1. Se observa.8 7. Tipo de Hormigón Promedio Asentamiento de Cono [cm] H0 H1 H2 H3 H4 Fuente: Propia. observándose una disminución de la docilidad de la mezcla a medida que aumentaba el porcentaje de fibra de vidrio adicionado.8 0. entonces. Tabla 4-1.0 0.8 0.3 6.8 0. una proporcionalidad inversa entre entre la cantidad de fibra adicionada y el asentamiento de cono. Es decir.7 7.9 6.0 23.1 Ensayo de Trabajabilidad Con el ensayo de trabajabilidad se logra apreciar una clara influencia de la presencia de las fibras en el hormigón fresco. 68 . Por su parte la máxima variación con respecto al hormigón patrón correspondió al hornigón H4. un centímetro y medio de diferencia. TRABAJABILIDAD DEL HORMIGÓN FRESCO ASENTAMIENTO DE CONO 8 7 6 Cono [cm] 5 4 3 2 1 0 H0 H1 H2 H3 H4 Tipo de Hormigón Gráfico 4-0-1. respectivamente.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio El mayor asentamiento de cono correspondió al hormigón patrón con 7.4% de peso en fibra de vidrio. Trabajabilidad del Hormigón. mientras que el menor alcanzó a los 6.0% con respecto al hormigón patrón. Dicha variación correspondió al 23. que tiene un porcentaje de fibra adicionado de 0.2% de fibra de vidrio en peso). Esta variación con respecto al hormigón patrón alcanzó al 1. El menor porcentaje de variación entre un hormigón con fibra y el hormigón patrón lo obtuvo el hormigón H1.8%. que como se indica en la Tabla 2-1 de esta Memoria.3 cm. tal como puede ser apreciado en el Gráfico 4-2. Los hormigones H2 (0.8% y 13. obteniendo variaciones de 6.1% de fibra de vidrio en peso) y H3 (0. ocuparon valores intermedio. es decir.8 cm.05% en peso de la mezcla.3%. Este último valor correspondió al hormigón H4. respecto del mayor. contiene 0. 8 1.2 5.7 3.2 Ensayo de Compresión Al realizar el ensayo de compresión se obtienen los valores que se indican en las Tablas 4-2 y 4-3.1 2.3 2. Tipo de Hormigón Promedio de Resistencia a la Compresión [kgf/cm2] H0 H1 H2 H3 H4 Fuente: Propia. Desviación Estándar Variación c/r a Hormigón Patrón [%] 187 189 190 192 195 4.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio TRABAJABILIDAD DEL HORMIGÓN FRESCO EFECTO PORCENTUAL DE LA FIBRA 3 Variación c/r a Hormigón Patrón [%] 3 2 2 1 1 0 Tipo de Hormigón Gráfico 4-0-2. Variación del asentamiento de cono por influencia de la fibra agregada.5 2.6 4.1 1. Tabla 4-2. 4. Resultados Ensayo a Compresión a 7 Días.1 69 . Los hormigones H2 y H3.7 1.9 2. se debe multiplicar dicho resultado por el factor 0.5 1. este aumento es muy pequeño.4 2. 70 . Tipo de Hormigón Promedio de Resistencia a la Compresión [kgf/cm ] H0 H1 H2 H3 H4 Fuente: Propia. Tabla 4-3. De la misma forma. obtenido por el hormigón H4. obtuvieron valores intermedios entre los del hormigón patrón y el hormigón H4.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Es importante señalar que para transformar resistencias a compresión medidas en probetas cúbicas de arista 15 cm a probetas cúbicas de arista 20 cm. 2 Desviación Estándar Variación c/r a Hormigón Patrón [%] 257 262 262 263 267 4. en ambos casos. en el ensayo a 28 días.7 Los resultados obtenidos indican.95 [43]. y el hormigón H4 con un valor de 267 kgf/cm2. tanto en el ensayo a 7 días como en el ensayo a 28 días. Resultados Ensayo de Compresión a 28 Días.1 3. los valores extremos fueron también alcanzados por el hormigón patrón con una marca de 257 kgf/cm2. el mayor valor alcanzó a los 195 kgf/cm2 . El hormigón H3 obtuvo valores mayores a los de H2.1 3. que si bien al aumentar la cantidad de fibra adicionada aumenta la resistencia a la compresión.5 1. En el Gráfico 4-3 se aprecia que mientras la resistencia menor a los 7 días alcanzó a los 187 kgf/cm2. correspondiendo este valora al hormigón patrón.2 3. Una situación similar ocurre con el hormigón H2. y entre el 1. Tanto a los 7 días como a los 28 días el porcentaje de aumento de la resistencia a la compresión respecto del hormigón patrón.7%. parece ser similar fijando un tipo de hormigón con fibra. En el gráfico 4-4 se puede apreciar que si bien hay un efecto en el aumento de la resistencia a la compresión a medida que se adiciona mayor porcentaje de fibra de vidrio. el mismo hormigón registró 1. correspondiendo el menor valor al hormigón H1. respecto al hormigón patrón. Dichos valores extremos fueron obtenidos por los hormigones H1 y H4.1% mientras que para los 28 días. para el hormigón H1 la variación a los 7 días alcanzó al 1. que registró unos valores de 1. en el caso de los ensayos a 7 días. Resultados del Ensayo de Compresión a 7 y 28 días. variando entre el 1.7% y el 3.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio ENSAYO DE COMPRESIÓN 300 Compresión [kgf/cm2] Resistencia a la 250 200 150 100 50 0 7 Días 28 Días Tipo de Hormigón H0 H1 H2 H3 H4 Gráfico 4-3. respecto al hormigón patrón. y el valor mayor al hormigón H4. Por ejemplo.3% y 1. a los 7 y 28 días. 71 .1%.7% de variación respecto al hormigón patrón. en el caso de los ensayos a 28 días.1% y el 4.9% de variación con respecto al hormigón patrón. porcentualmente este aumento es muy poco. Para asegurar la calidad de los ensayos realizados. según lo especificado en la norma chilena NCh 1998.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio respectivamente. ENSAYO DE COMPRESIÓN EFECTO PORCENTUAL DE LA FIBRA 5. Variación de la Resistencia a la Compresión por influencia de la fibra agregada.0 4. De acuerdo a la norma se calculan los parámetros ℜ . Of89 [44].0 7 Días H1 H2 Variación c/r a Hormigón Patrón [%] 28 Días H3 H4 Tipo y Edad del Hormigón Gráfico 4-4.0 2. se hace un análisis del nivel de control de los ensayos.1) ℜ = Intervalo promedio 72 . se comportaron de manera similar a los hormigones H1 y H2.0 1. S1 y V1. el cual es un índice de la rigurosidad con la cual se han confeccionado los hormigones y efectuado los ensayos de compresión.0 0. Los hormigones H3 y H4. Se calcula el coeficiente de variación del ensayo.0 3. de la manera siguiente: a) donde: ℜ= ∑R i =1 n i n (4. 7 Grado de Control 7 días Excelente Muy Bueno Excelente Excelente Excelente 28 días Excelente Excelente Excelente Excelente Excelente 2. En la Tabla 4-4 se pueden apreciar los coeficientes de variación de los ensayos de compresión para los 5 tipos de hormigones ensayados tanto a 7 como a 28 días. c) donde: V1 fm V1 = S1 *100 fm (4. [%] 28 días 2.8 73 . Número de muestras.8 2.887). Resistencia media del lote de muestras. donde R es la resistencia mecánica en la muestra i.7 1.3 1.4 1. Grado de Control de los Ensayos de Compresión.2) = = Desviación normal de ensayos Constante que depende del número de probetas compañeras de cada muestra (para el caso de dos probetas d toma el valor de 0.1 1.7 0.9 3.3) = = Coeficiente de variación del ensayo medido porcentualmente. Coeficiente de Variación Tipo de Hormigón 7 días H0 H1 H2 H3 H4 Fuente: Propia. y la calificación de su estado de control.0 1.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Ri n = = Rmáxima – Rmínima . b) donde: S1 D S1 = ℜ * d (4. Tabla 4-4. 7 39.1 0.0 0.8 2.6 1. Tipo de Hormigón Promedio de Resistencia a la Flexotracción [kgf/cm2] H0 H1 H2 H3 H4 Fuente: Propia.0 13.0 41.7 14.0 0.6 8.9 1. se puede decir.4 3.8 0. Resultados Ensayo de Flexotracción a 7 Días. respectivamente.0 46.0 Tabla 4-6. Tabla 4-5.8 0. Resultados Ensayo de Flexotracción a 28 Días.6 0.3 Ensayo de Flexotracción Los resultados del ensayo de flexotracción a 7 y 28 días se consignan en las Tablas 4-5 y 4-6. Desviación Estándar Variación c/r a Hormigón Patrón [%] 26.4 27. que en su conjunto.5 3. el nivel de control del ensayo de compresión fue excelente. Desviación Estándar Variación c/r a Hormigón Patrón [%] 37.2 19.4 74 .ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Dados los resultados mostrados en la Tabla 4-4. Tipo de Hormigón Promedio de Resistencia a la Compresión [kgf/cm2] H0 H1 H2 H3 H4 Fuente: Propia.7 30.0 20.3 44. 4.2 8.0 1.4 33.4 28. 7 kgf/cm2. con respecto al hormigón patrón. para los 7 días y 46. Los hormigones H1. Resultados del Ensayo de Flexotracción a 7 y 28 días.4 kgf/cm2 y 37. Mientras el hormigón contenía mayor cantidad de fibra. tanto a los 7 como a los 28 días. H2 y H3.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Al realizar el ensayo de flexotracción se observa un importante aumento de la resistencia del hormigón. para las dos edades del hormigón. Por su parte los valores menores los registró el hormigón patrón con 26. Destaca. tal como muestra el Gráfico 4-5. más alta fue su resistencia a la flexotracción tanto a los 7 como a los 28 días. ENSAYO DE FEXOTRACCIÓN 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Resistencia a la Flexotracción [kgf/cm 2] 7 Días 28 Días Edad y Tipo de Hormigón H0 H1 H2 H3 H4 Gráfico 4-5.8 kgf/cm2. a medida que aumenta el porcentaje de fibra presente en la mezcla de hormigón. para los 28 días. Porcentualmente hablando (ver gráfico 4-6). el incremento más alto de resistencia a la flexotracción. en este sentido el hormigón el hormigón H5. que registra los valores más altos. para los 7 y 28 días respectivamente. de resistencia a la flexotracción. lo mostró el hormigón que contenía 75 . registraron valores comprendidos entre los que obtuvieron el hormigón patrón y el hormigón H4. siendo éstas de 33 kgf/cm2. ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio mayor cantidad de fibra de vidrio. Variación de la Resistencia a la Flexotración por influencia de la fibra agregada. Es decir. ENSAYO DE FLEXOTRACCIÓN EFECTO PORCENTUAL DE LA FIBRA 20 Variación Porcentual c/r a Hormigón Patrón [%] 15 10 5 0 7 Días 28 Días Edad y Tipo de Hormigón H1 H2 H3 H4 Gráfico 4-6. la menor variación la registró el hormigón que contenía menor cantidad de fibra de vidrio. 76 . El hormigón H4 registro un 20% y un 19. H1. los porcentajes de variaciones a los 7 y los 28 días fueron parecidos. también a los 7 y 28 días de edad. Los demás hormigones tuvieron porcentajes similares de variación entre los 7 y 28 días. El hormigón H3 registró valores de 13% y 14.2% de variación. mayor fue el aumento porcentual de resistencia a la flexotracción. mientras mayor fue la cantidad de fibra de vidrio adicionada. en que fijando un tipo de hormigón con cierto porcentaje de fibra. asimismo.4% de variación de la resistencia a los 7 y a los 28 días respectivamente. H4. Del análisis anterior se observa un comportamiento similar al del ensayo de compresión. la reducción de la docilidad alcanza a un máximo de 20%. dado que se hace necesario conocer esta reducción de trabajabilidad para poder tomar las precauciones del caso. es decir. tiene una serie de repercusiones sobre las propiedades del hormigón en estado fresco. vaciado del hormigón desde cierta altura y hormigón proyectado [46]. La pérdida de trabajabilidad en el hormigón con fibras está acompañada de un efecto que puede ser beneficioso. ya que se aumenta la cohesión del hormigón. destacando entre ellas la reducción de la trabajabilidad. puesto que se hace necesario el uso adicional de aditivos plastificantes o bien aumentar el agua de amasado en conjunto con la dosis de cemento (para mantener constante la relación agua/cemento). a la vez que se obliga un mayor control en el proceso de producción de hormigón.5 cm de asentamiento de cono. Para dosis mayores de fibras a las usadas en esta investigación. Este aspecto es de mucho interés. La trabajabilidad seleccionada para los hormigones patrones de esta investigación fue de 7. 77 . A medida que aumenta el porcentaje de fibra de vidrio adicionado al hormigón la docilidad de la mezcla disminuye. al momento de diseñar la dosificación del hormigón con fibras.1 El Hormigón en Estado Fresco La incorporación de fibras de vidrio. con lo que se cubre un rango muy amplio de estructuras que requieren dicho valor para una óptima colocación de la mezcla. Producto de la adición de fibras la trabajabilidad disminuye hasta un asentamiento de cono de 6 cm. lo cual incide directamente en el costo del hormigón. la reducción de trabajabilidad es aún mayor [45]. tales como hormigonado de taludes.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Capítulo 5 CONCLUSIONES 5. Lo anterior ofrece algunas ventajas constructivas en algunas obras particulares. se aprecia que la resistencia a la compresión si bien aumenta a medida que la mezcla de hormigón contiene mayor porcentaje de fibra de vidrio. en algún grado. la capacidad de deformación del hormigón otorgándole mayor tenacidad y ductilidad. En base a la bibliografía estudiada [47. En cuanto a la resistencia a la flexotracción. Es así como se alcanza un máximo de 20% de aumento de la resistencia de la flexotracción respecto del hormigón patrón a los 7 días y un 19. se encuentra que existe acuerdo en cuanto a que el hormigón reforzado con fibras de vidrio mejora en forma notable la resistencia a los impactos y la fisuración por retracción plástica. es capaz de producir cambios favorables en su comportamiento.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 5. que la adición de fibra de vidrio no tiene mayor influencia en el aumento de la resistencia a la compresión del hormigón.2 El Hormigón Endurecido En cuanto a las propiedades mecánicas del hormigón endurecido. Se concluye entonces que la adición de fibra de vidrio es un factor relevante en el aumento de la resistencia a la flexotracción de los hormigones.48]. se aprecia claramente el aumento de este valor a medida que se aumenta el porcentaje de fibra de vidrio presente en la mezcla de hormigón. Se puede decir. 5. De los ensayos realizados se advierte que los mayores beneficios se obtienen en el aumento de la resistencia a la flexotracción de los hormigones. este aumento es muy pequeño. además de mejorar. teniendo un máximo de variación con respecto al hormigón patrón del orden del 4%. 78 .4% de aumento a los 28 días. Como ya se ha señalado estos valores correspondieron al hormigón que contenía mayor cantidad de fibra de vidrio.3 Posibles Usos del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio El uso de fibras de vidrio como parte integrante del hormigón. son las siguientes: • • • • • • • Losas Sobrelosas Pavimentos Industriales Pavimentos para Contenedores Hormigón Proyectado Revestimientos de Túneles Prefabricados 5.2 U. se puede señalar que las aplicaciones en las cuales el hormigón reforzado con fibra de vidrio puede brindar excelentes resultados. son la fibra de polipropileno y la fibra de acero.F. la cantidad de acero que se necesita para resistir una misma carga máxima. sin embargo.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Como consecuencia del análisis de los resultados de la presente investigación. La fibra de polipropileno presenta la mayoría de los atributos en el hormigón que presenta la fibra de vidrio. ambas fibras son perfectamente comparables en cuanto a costos. no tiene influencia en el aumento de la resistencia a la flexotracción en el hormigón [49]. como sí lo hace la fibra de vidrio. Dado el precio de la fibra de acero que alcanza los 0.1 U. es el doble que la de vidrio [50]. Desde este punto de vista la fibra de vidrio es superior. La fibra de acero presenta propiedades similares en el hormigón a las que presenta la fibra de vidrio./kg.F./kg y el precio de la fibra de vidrio que alcanza los 0.4 Comparación con Otras Fibras de Refuerzo Dos de las fibras más usada en el refuerzo del hormigón además de la de vidrio. 79 . sin embargo. Es de esperar que esta investigación. 80 . Efecto de la fibra en la confección de elementos prefabricados. Comparación extensiva de la fibra de vidrio y las otras fibras de utilizadas para reforzar hormigones. Influencia en el hormigón de distintos tipos de fibras de vidrio (HP por ejemplo). que acá concluye.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio 5. sea una de las muchas que se hagan respecto a este tema.5 Propuesta de Trabajos Futuros Luego de realizar la presente investigación. surgen varias ideas acerca de otros aspectos relativos al hormigón reforzado con fibra de vidrio. que podrían ser tratados en investigaciones futuras. entre ellos: • • • • Óptima relación entre el tamaño máximo del árido y el largo de la fibra. Saint-Gobain Vetrotex.. pág. Editor Asociación Técnica Española del Pretensado. William D. ASM International. “Manual del Concreto. España.. 1° Edición..A. Editorial Reverté . 81 . et al. 532. Editorial Reverté . España. William D.. pág. Madrid. 1996. pág. 1987.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio BIBLIOGRAFÍA [1] Perrero. 1° Edición. William D. Barcelona. [3] Callister. 540. Joaquín. 1° Edición. s. Cem-FIL GRC Technical Data. “Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. L.f.2 Concreto con Fibras”. Cap. Saint-Gobain Vetrotex. Barcelona.f. 535. Editorial Reverté . OH. Caracas. [5] “Engineered Material Handbook”. “Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”.. Composites. 1. 5.). s. 238. 1997. pág 113. Vol. [2] Sánchez Paradela. España. et al. 1997. Venezuela. [6] Callister. 1989. 1° Edición. [8] “Cem-FIL AR Glass Fibre”. pág. Editor SIDETUR (Siderúrgica del Turbio S. pág. [7] Ficha Técnica “Cem-FIL Hormigones y Morteros”.. Materials Park. 1997. España. “Los Cementos Reforzados con Fibra de Vidrio”. Barcelona. 1° Edición. [4] Callister. “Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. XII. 1° Edición. 4. M. “El G. Material Compuesto de Matriz de Cemento Reforzado con Fibras de Vidrio A. et al. España. 550. 548. William D. William D. México. [12] Callister. R. [14] “La Fibra de Vidrio Vetrotex”. 77.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio [9] Gere. International Thomson Editores. James M. 1971. pág. 82 . págs.. 1997. Editorial Reverté . España. 1998. y Timoshenko. pág. [11] Laws. [16] Sánchez Paradela. 1° Edición. Laura y Sánchez Gálvez. mayo/junio. V. Editor Saint-Gobain Vetrotex. Material Compuesto de Matriz de Cemento Reforzado con Fibras de Vidrio A. pág. España. [10] Sánchez Paradela. España. Madrid. Pablo. 9. Vol. 1997.. R. España. pág.. “Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. Barcelona. 43 n° 413. “Mecánica de Materiales”. pág. R. Editor Saint-Gobain Vetrotex. 1991. España. 1° Edición. R. Journal of Applied Physics. Alcalá de Henares. “Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. 1737 – 1746. Barcelona.”. pág. Pablo. “Los Cementos Reforzados con Fibra de Vidrio”. C.. “Comportamiento a Tracción de Cementos reforzados con Fibra de Vidrio”. Editor Saint-Gobain Vetrotex. Vicente. Editor Asociación Técnica Española del Pretensado. s. pág. Informes de la Construcción. L. 1989. “El G. [13] Callister.. 2. Editorial Reverté . 105. Stephen P. 1° Edición. 4° Edición.. Alcalá de Henares. C. “The Efficiency of Fibrous Reinforcement of Brittle Matrices”. 2003. [17] Comino Almenara.. [15] Comino Almenara. 4. España. Alcalá de Henares. 1° Edición. 2003. pág 124.f. Vol.”. [25] Instituto Nacional de Normalización. págs. Alcalá de Henares. [21] “Guía para la Producción por Premix”. Editor Saint-Gobain Vetrotex. s. España. Método del Asentamiento del Cono Abrams”. [20] “Guía para la Producción por Proyección Simultánea”.f.f.”. [24] Sánchez Gálvez. 12. Alcalá de Henares.. “Los Materiales Compuestos en el Sector de la Construcción. [22] Ballán Ballán. 83 . Editor Saint-Gobain Vetrotex. Editor Saint-Gobain Vetrotex. Chile. Alcalá de Henares. 5-20. [23] Ficha Técnica “Fibras Cem-Fil”. “Manual de Tecnología del Hormigón Reforzado con Fibras de Acero”. 2000. España. pág. Editor Saint-Gobain Vetrotex. Hormigón. [19] Comino Almenara. 2003. “El G. Pablo. Norma chilena NCh 1019. Material Compuesto de Matriz de Cemento Reforzado con Fibras de Vidrio A. España. 1° Edición. Alcalá de Henares. España. et al. Editor Saint-Gobain Vetrotex. Editor ACHE (Asociación Científico Técnica del Hormigón Estructural). Of74. 1992. 113 . I. C. 1° Edición. España. s. 1° Edición. 5. “Construcción. págs. Eduardo. s.f.. España. pág. Madrid. Materiales con Matriz de Cemento”. España.. s. Alcalá de Henares.f. 1974. 5-10. R. Editor Asociación Técnica Española del Pretensado.116. Determinación de la Docilidad.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio [18] “La Fibra de Vidrio Vetrotex”. 1° Edición. 17. R. pág. Madrid. 1° Edición. Vicente. págs.. 84 . y la Absorción de agua de las Arenas”. “Áridos para Morteros y Hormigones – Requisitos Generales”. [27] Instituto Nacional de Normalización. Of77. Chile. “Áridos para Morteros y Hormigones. Norma chilena NCh 1037. 1968. “Áridos para Morteros y Hormigones. Chile. “Hormigón – Ensayo de Tracción por Flexión”. Chile. Chile. Tamizado y Determinación de la Granulometría”. Of77. 1979. [29] Instituto Nacional de Normalización. “Hormigón – Ensayo de Compresión de Probetas Cúbicas y Cilíndricas”. Chile. [30] Instituto Nacional de Normalización. Chile.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio [26] Instituto Nacional de Normalización. Of77. “Áridos para Morteros y Hormigones. 1977. Determinación de las Densidades Real y Neta. 1977. Norma chilena NCh 166. [28] Instituto Nacional de Normalización. Of52. 1977. Of77. “Áridos para Morteros y Hormigones. Norma chilena NCh 1116. Determinación de la Densidad Aparente”. Of77. Norma chilena NCh 148. Norma chilena NCh 163. Determinación de las Densidades Real y Neta. Clasificación y Especificaciones Generales”. Of79. “Cemento – Terminología. Chile. [34] Instituto Nacional de Normalización. [31] Instituto Nacional de Normalización. “Determinación Calorimétrica de la Presencia de Impurezas Orgánicas en las Arenas para Hormigones”. [33] Instituto Nacional de Normalización. Norma chilena NCh 1239. Of77. Norma chilena NCh 1038. Norma chilena NCh 1117. 1977. Chile. [32] Instituto Nacional de Normalización. Of68. 1952. 1977. y la Absorción de agua de las Gravas”. 1977. Chile. Norma chilena NCh 165. “Hormigón y Mortero – Aditivos – Clasificación y Requisitos”. 1984. [43] “Manual del Hormigón”.R.E. [36] Instituto Nacional de Normalización. American Concrete Institute. [37] Instituto Nacional de Normalización. SIKA S. del Rendimiento. “Hormigón – Confección y Curado en Obra de Probetas para Ensayos de Compresión y Tracción”. “Hormigón Proyectado Reforzado con Fibra de Vidrio para Reparación de Estructuras. 2003. Chile.A. Disponible en Sitio Web: http://www. USA. 2002. Norma chilena NCh 409. [39] Ficha Técnica.. 1979. 209. “Hormigón – Agua de Amasado – Requisitos”. pág. “Plastiment H. Eof75. 1974.htm [40] ACI. Of95. “Agua Potable – Requisitos”. 76. Norma chilena NCh 1017.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio [35] Instituto Nacional de Normalización. 2° Edición. 1995. del Contenido de Cemento y del Contenido de Aire del Hormigón Fresco”. Norma chilena NCh 2182. Chile. “Determinación de la Densidad Aparente.1985. Universidad Politécnica de Madrid.cl/products-group-1. pág. Of84.sikachile. Chile. Tesis Doctoral. Norma chilena NCh 1564. [42] Instituto Nacional de Normalización. Chile. Publication SP – 46. Norma chilena NCh 1498. Proportioning Concrete Mixes. Of82. 1975. Chile. Chile. 1982. Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón. [38] Márquez Rivera. Of79.”. Clara. 85 . Aplicación como Revestimiento Resistente en Túneles”. [41] Instituto Nacional de Normalización. 212-220. págs. “Uso de las Fibras en los Hormigones”. et al. Pablo. Aplicación como Revestimiento Resistente en Túneles”. pág. Of89. junio 1995. octubre 1994. R. Santiago de Chile. 208-209. “Hormigón Proyectado Reforzado con Fibra de Vidrio para Reparación de Estructuras. Tesis Doctoral. Aplicación como Revestimiento Resistente en Túneles”. [48] Márquez Rivera. Universidad Politécnica de Madrid. 2003. R. “Hormigón Proyectado Reforzado con Fibra de Vidrio para Reparación de Estructuras. págs. Chile. [50] Márquez Rivera.”. [47] Comino Almenara. págs. “Hormigón Proyectado Reforzado con Fibra de Vidrio para Reparación de Estructuras. Universidad Politécnica de Madrid. Clara. Material Compuesto de Matriz de Cemento Reforzado con Fibras de Vidrio A. España. “Propiedades del Hormigón Reforzado con Fibras de Polipropileno”. 51-52. Clara. 2002. Hernán. 24-27. Tesis Doctoral. 1989. Editor Saint-Gobain Vetrotex. N°58.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio [44] Instituto Nacional de Normalización. págs. Clara. Volumen I. “Hormigón – Evaluación Estadística de la Resistencia Mecánica”. [45] Márquez Rivera. [49] Maturana. Tesis Doctoral. págs. Pablo. X Jornadas Chilenas del Hormigón. “El G. Alcalá de Henares. 2002. [46] Zabaleta.. 212-213. Norma chilena NCh 1998. C. 2002. Aplicación como Revestimiento Resistente en Túneles”. 86 . 1° Edición. 269-281. Revista CIMIN. Universidad Politécnica de Madrid. 231 2.2 15.0 15.190 2.0 15.231 2.231 2.0 7630 7540 7720 7480 2.1 Dosificación Hormigón Patrón.0 15. Segundo Ensayo de Prueba.248 59800 57600 58400 60100 264 253 256 265 Promedio: 260 Notas: densidad = tensión = masa a *b *c c arg a a *b 87 . Primer Ensayo de Prueba.0 15.1 15.1 15.1 15.0 15.202 57800 56700 54600 55000 254 247 241 243 Promedio: 246 Tabla A.0 15.0 15.1 7580 7620 7630 7690 2.2 15.2 15.0 15.0 15. Probeta Dimensiones a b c Masa [g] Densidad [g/cm ] 3 Carga [kgf] Tensión 28 [kgf/cm2] a días [cm] [cm] [cm] 1 2 3 4 15.0 15.1 15.2 Dosificación Hormigón Patrón.1 15.0 15.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio ANEXOS Tabla A.0 15.2 15.0 15.272 2.228 2. Probeta Dimensiones a b c Masa [g] Densidad [g/cm3] Carga [kgf] Tensión 28 [kgf/cm2] a días [cm] [cm] [cm] 1 2 3 4 15. 1 0.7 88 .4 Detalle Ensayo de Trabajabilidad.1 H1 8.06 0.7 H2 8 7.8 1.3 Determinación Rango de Adición de Fibra.0 260 262 264 268 258 240 231 Tabla A.9 0.8 7.0 6.2 0.8 6.0 2.5 6.8 7. Hormigón Colada 1 1 2 3 4 5 6 7 promedio desviación H0 9.0 7.7 5.5 6 6.7 0. Asentamiento de cono [cm].03 0.3 0.6 7.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Tabla A.4 H4 7. Porcentaje de Fibra Adicionado [%] Promedio extrapolado de la resistencia a la Compresión a los 28 días [kgf/cm2] 0.0 8.3 7.1 6.9 7 7.4 H3 7.1 6.5 1.3 0.2 7. 0 15.1 15.1 15.1 15.0 15.193 2.249 2.2 15.205 2.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Tabla A.0 15.2 15.2 15.0 15.216 2.0 15.0 15.1 15.0 15.211 2.205 2.1 15.228 2.0 15.187 2.0 15.2 15.0 15.1 15.193 2.0 15.0 15.2 15.1 15.0 15.0 15.5 Resultados Ensayo de Compresión Hormigón Edad [días] Probeta Dimensiones a b c Masa [g] Densidad Carga [g/cm ] 3 Tensión [kgf/cm2] [kgf] [cm] [cm] [cm] H0 H0 H0 H0 H1 H1 H1 H1 H2 H2 H2 H2 H3 H3 H3 H3 H4 H4 H4 H4 7 7 28 28 7 7 28 28 7 7 28 28 7 7 28 28 7 7 28 28 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 15.208 2.1 15.0 15.1 15.0 15.1 15.261 2.202 2.164 2.1 15.2 15.1 15.0 15.202 2.1 15.1 15.252 2.0 15.1 15.2 15.2 15.0 15.0 7480 7500 7650 7450 7590 7560 7720 7530 7630 7540 7580 7540 7580 7450 7550 7590 7660 7550 7500 7450 2.1 15.0 15.0 15.205 2.207 2.1 15.0 15.0 15.1 15.2 15.225 2.178 43000 42000 58900 57200 43400 42200 60600 58300 43200 42600 60800 59500 43700 43300 60700 60800 45200 44000 60400 59700 190 184 260 254 193 185 264 259 192 187 263 261 193 190 268 265 197 193 267 262 89 .0 15.0 15.2 15.0 15.0 15.1 15.0 15.0 15.208 2.0 15. 0 15.0 15.0 15.1 15.1 42.5 Resultados Ensayo de Flexotracción Hormigón Edad [días] Probeta Dimensiones Carga a [cm] H0 H0 H0 H0 H1 H1 H1 H1 H2 H2 H2 H2 H3 H3 H3 H3 H4 H4 H4 H4 7 7 28 28 7 7 28 28 7 7 28 28 7 7 28 28 7 7 28 28 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 15.0 2050 1960 2890 2820 1960 2160 2930 2960 2170 2240 3230 3090 2260 2350 3240 3380 2420 2550 3500 3580 27 25.8 38.0 15.4 28.0 15.0 15.2 15.0 15.3 37.0 15.1 15.2 44.1 26 28.0 15.0 15.1 15.1 15.1 15.3 29.0 15.7 32 34 46.0 15.1 15.1 15.0 15.1 15.ID69F Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Vidrio Tabla A.0 15.0 15.8 38.0 15.7 31 43.1 15.1 15.2 15.0 15.0 15.0 40.1 15.5 39.0 15.0 15.6 29.1 15.1 [kgf] Tensión [kgf/cm2] Nota: Tensión de rotura = P*L . con luz de ensayo L = 45 cm b * h2 90 .0 15.1 15.2 15.4 47.1 15.2 h [cm] 15.