Macrofibras Sintéticas vs Microfibras Sintéticas en el hormigón

elegir la incorrecta provocará fallos

 

 

El refuerzo con fibras sintéticas a base de polipropileno se ha convertido en un componente habitual en la tecnología moderna del hormigón, ya que ofrece mejoras significativas en cuanto a resistencia residual, durabilidad y rendimiento general. Existen dos clases reconocidas de fibras sintéticas para hormigón: las microfibras sintéticas y las macrofibras sintéticas, cada una de las cuales tiene una finalidad distinta y ofrece ventajas únicas.

 

¿Qué son las fibras sintéticas para hormigón?

Las fibras sintéticas para hormigón son fibras fabricadas con materiales sintéticos, normalmente resinas de polipropileno o polietileno. Estas fibras se mezclan con el hormigón para mejorar propiedades como el control de las grietas por contracción, la resistencia residual y la durabilidad. Son ligeras, no se corroen y son resistentes a los álcalis y las sales, lo que las convierte en una opción ideal para su uso en hormigón.

 

¿Qué son las microfibras sintéticas para hormigón?

Las microfibras de polipropileno son extremadamente finas, con un diámetro que suele oscilar entre 10 y 20 micras y una longitud de entre 6 y 20 mm. La norma EN 14889-2:2006 clasifica las microfibras como fibras fibriladas o monofilamento con un diámetro inferior a 0,30 mm. A pesar de algunas afirmaciones en sentido contrario, las microfibras no ofrecen ningún beneficio estructural al hormigón endurecido y nunca deben utilizarse como control de grietas o refuerzo estructural, ni como soporte de un diseño estructural. Las microfibras sintéticas han demostrado su eficacia en el control y la minimización de las grietas por contracción plástica en la fase inicial. También son el método más eficaz de protección pasiva contra incendios en revestimientos de túneles. Las microfibras no pueden utilizarse para el refuerzo del hormigón y solo deben considerarse un aditivo.

 

 

Ventajas de las microfibras en el hormigón

 

Control de grietas por contracción: Las microfibras ayudan a reducir las grietas por contracción plástica que se producen durante las primeras etapas del curado del hormigón. Pueden ayudar a bloquear el flujo de agua a través de los poros del hormigón fresco, lo que limita el secado de la superficie mientras el hormigón se encuentra en estado plástico y evita la formación de grietas por contracción.

Enrollamiento: Las microfibras sintéticas pueden ayudar a reducir el efecto de enrollamiento mientras el hormigón se encuentra en estado plástico.

Protección contra incendios: Las microfibras sintéticas han demostrado su eficacia en el control del desprendimiento del hormigón durante un incendio. A medida que las fibras se funden, crean canales conectados que permiten que escape la presión del vapor, lo que puede eliminar el desprendimiento explosivo.

 

Aplicaciones de las microfibras sintéticas en el hormigón

 

Losas sobre el terreno: se utilizan en pisos industriales, losas residenciales y pisos comerciales como aditivo para controlar las grietas por contracción en la fase inicial y reducir los efectos de curvatura.

Revestimientos de túneles: se utilizan como protección pasiva contra incendios en aplicaciones de soporte del terreno para la construcción de túneles.

 

¿Qué son las macrofibras sintéticas para hormigón?

 

Las macrofibras sintéticas son más grandes y gruesas que las microfibras, con un diámetro equivalente que suele oscilar entre 0,5 y 1,0 mm y longitudes de hasta 65 mm. Las fibras sintéticas macro aumentan la capacidad residual del hormigón tras la fisuración y son adecuadas para su uso como control de fisuras y refuerzo estructural en el hormigón. Las fibras sintéticas macro pueden ofrecer un nivel de rendimiento comparable en términos de resistencia residual tras la fisuración en comparación con las mallas de acero y los refuerzos de fibra de acero.

 

 

Ventajas de las macrofibras sintéticas en el hormigón

 

Resistencia residual: las macrofibras sintéticas mejoran la capacidad de carga del hormigón, proporcionando una capacidad residual adicional y mejorando su rendimiento general.

Mayor durabilidad: las macrofibras sintéticas no se corroen, lo que mejora significativamente la durabilidad del hormigón.

Mayor ductilidad: las macrofibras sintéticas cambian el comportamiento frágil del hormigón por el de un material más dúctil.

Control de grietas: las macrofibras sintéticas son más eficaces para controlar la aparición de grietas en comparación con el refuerzo de malla de acero.

Bajo costo: las macrofibras sintéticas reducen los costes directos de material, los costes de mano de obra y, en muchos casos, el tiempo total de construcción, lo que se traduce en un ahorro de costes en múltiples áreas de un proyecto de construcción.

Bajo contenido de carbono: macrofibras sintéticas reducen directamente la huella de carbono en comparación con el refuerzo de malla de acero y fibra de acero.

 

Aplicaciones de las macrofibras sintéticas

Hormigón proyectado: Las macrofibras sintéticas se utilizan ampliamente para reforzar el control del terreno con hormigón proyectado en obras civiles y en excavaciones mineras y de túneles.

Pisos de hormigón: Se utilizan como sustituto del refuerzo de acero en plantas de fabricación, centros de distribución, almacenes, aparcamientos y plataformas exteriores.

Hormigón prefabricado: sustituye al refuerzo de acero en depósitos de agua, sistemas sépticos, tuberías, fosas, armarios, pozos de registro, segmentos de túneles y muchos otros elementos de hormigón prefabricado.

Pavimentos y carreteras: se utiliza en pavimentos y carreteras de hormigón, a menudo en combinación con diseños de pavimentos de hormigón fino (TCP).

Losas de hormigón para vías férreas: las fibras sintéticas macro sustituyen al refuerzo de acero en las losas de hormigón para vías férreas, lo que elimina la laboriosa instalación de barras de acero en entornos confinados.

 

Elegir entre macrofibra y microfibra en el hormigón

Las fibras micro y macro pueden parecer similares, pero no son intercambiables. Cada tipo de fibra está diseñado para desempeñar funciones muy diferentes en el hormigón, y utilizar una en lugar de la otra puede afectar drásticamente tanto al rendimiento como al comportamiento de la mezcla.

Lamentablemente, tras casi tres décadas de uso creciente, sigue ocurriendo que se utiliza la fibra equivocada para la aplicación equivocada. Sin embargo, es muy sencillo:

Utilice microfibras sintéticas cuando necesite controlar las grietas por contracción en la fase inicial o proteger de forma pasiva contra el fuego.

Utilice macrofibras sintéticas cuando necesite mejorar el rendimiento estructural, el control de grietas y la durabilidad a largo plazo, o mejorar otras propiedades del hormigón endurecido. Si desea sustituir cualquier refuerzo de acero, utilice ÚNICAMENTE macrofibras sintéticas.

 

¿Se pueden utilizar microfibras sintéticas para sustituir a las macrofibras sintéticas?

 

No. En aplicaciones de hormigón proyectado, como revestimientos de túneles, las microfibras no proporcionan la capacidad residual necesaria para sustituir a las macrofibras. En trabajos de pavimentación, las microfibras sintéticas solo son eficaces cuando el hormigón se encuentra en estado plástico. Durante este tiempo, las microfibras tienen un impacto positivo en el agrietamiento y el rizado por contracción plástica. Una vez que el hormigón se endurece, las microfibras no tienen ningún impacto en las propiedades del hormigón y no ofrecen ningún aumento en la resistencia residual ni en el control de grietas. Esto se ilustra en la figura 4 a continuación, donde se puede ver el rendimiento de la microfibra en hormigón endurecido en comparación con la macrofibra.

Los diseños de hormigón que utilizan microfibras sintéticas como «refuerzo» suelen ser simplemente diseños de hormigón sin aditivos que utilizan dosis bajas de microfibras para controlar el rizado y el agrietamiento por contracción plástica. Estos diseños suelen requerir secciones de hormigón más gruesas para compensar la falta de refuerzo, lo que en última instancia los hace más caros y menos sostenibles.

 

 

¿Se pueden utilizar macrofibras sintéticas para sustituir a las fibras sintéticas micro?

 

En casi todos los casos, las macrofibras sintéticas no pueden sustituir a las microfibras. Los diseños tradicionales de macrofibras, normalmente fibras monofilamento de un solo hilo con diámetros equivalentes en el rango de 0,5 a 1,0 mm (2000 a 7000 decitex), a menudo rizadas, rectas o estampadas y con una longitud de 40 a 60 mm, no son tan eficaces para la reducción de grietas por contracción plástica o la protección pasiva contra incendios. Estas fibras están diseñadas para actuar después de la aparición de grietas, no para prevenirlas en una fase temprana.

Sin embargo, BarChip MQ58 es diferente. Su diseño multifilar une varios filamentos a lo largo de la fibra, que se separan durante la mezcla. Este diseño proporciona resistencia residual, un control eficaz de las grietas por contracción plástica e incluso ayuda a reducir el rizado. La figura 6 muestra los resultados de las pruebas que demuestran que las dosis típicas de BarChip MQ58 logran el mismo efecto que las microfibras sintéticas en la reducción de las fisuras por contracción plástica.

Por lo tanto, la respuesta corta es no, las macrofibras sintéticas no pueden sustituir a las microfibras sintéticas, a menos que se utilice BarChip MQ58 para aplicaciones de losas sobre el terreno, lo que ofrece las ventajas de ambos tipos de fibras en una sola solución.

 

Conclusión

 

Las fibras de polipropileno, ya sean micro o macro, desempeñan un papel importante en la construcción moderna con hormigón. Al comprender las diferencias entre estos dos tipos de fibras y sus respectivas ventajas, los ingenieros y constructores pueden tomar decisiones informadas para mejorar el rendimiento y la longevidad de sus estructuras de hormigón. La incorporación del tipo correcto de refuerzo de fibra puede dar lugar a soluciones de hormigón más duraderas, resistentes y rentables. La elección de una fibra inadecuada provocará fallos en el hormigón.

Tanto si trabaja en un pequeño proyecto residencial como en un desarrollo de infraestructura a gran escala, el refuerzo de hormigón con macrofibra sintética BarChip puede mejorar significativamente la calidad, la durabilidad y el costo de sus obras de hormigón.