Diseño y control del Hormigón Reforzado con Fibras en Uruguay

Abstract

El hormigón en masa tiene una pobre resistencia a la tracción y una baja capacidad de deformación a la rotura. Estas deficiencias han sido tradicionalmente superadas mediante la adición de barras de acero de refuerzo o pretensadas. El hormigón reforzado con fibras (HRF) surge como una alternativa a este refuerzo. Mientras que el acero de refuerzo es continuo y se encuentra específicamente en la estructura para optimizar el rendimiento, las fibras son discontinua y generalmente se distribuyen al azar a lo largo de la matriz de hormigón. El HRF se utiliza desde hace más de 30 años y sus aplicaciones frecuentes son pavimentos, premoldeados de baja responsabilidad estructural, y hormigón proyectado. Debido a la simplicidad en su elaboración, la reducción de tareas de cortado, doblado y colocación de mallas, y la rapidez de su ejecución, sumado a las ventajas de mejoras en cuanto a fisuración del material y durabilidad, su aplicación ha mostrado ser económica y productivamente más eficiente que el hormigón armado convencional, a pesar del mayor coste del material. La incorporación de fibras en el hormigón, dependiendo de su tipo y cuantía, se traduce en numerosas ventajas, de las que se pueden resaltar: mejor distribución de las fisuras, mejora en el comportamiento de la estructura ante el fuego, aumento de la tenacidad del material, reducción en costos de mano de obra, y mejora ante abrasión e impacto. Dadas las cualidades mencionadas, su aplicación es cada vez más usual en nuestro país, lo cual exige como contrapartida un estudio académico profundo que acompañe la expansión de su usanza. Este proyecto pretende brindar un marco teórico-práctico que permita un correcto desempeño del HRF, para lo cual se determinaron tres líneas de estudio. En primer lugar, se trabaja en lo referente a la dosificación, control de ejecución y estudio de las propiedades del HRF, en estado fresco y endurecido, mediante la realización de ensayos correspondientes a normativas internacionales. En segunda instancia, con el fin de proponer un ensayo alternativo al utilizado tradicionalmente para determinar la resistencia residual a tracción, se lleva a cabo una metodología de ensayo recientemente desarrollada y aún en estudio: el Ensayo Montevideo. El desarrollo del mismo y sus primeras experiencias fueron realizadas en la Universidad de San Pablo, entre mayo y julio del presente año; siendo por lo tanto un ensayo sumamente novedoso con resultados prometedores, pero del que es necesario realizar más instancias de evaluación y, a nivel local, su implementación en el medio. Como tercera línea de estudio, se busca implementar un ensayo inductivo no destructivo en pos de determinar la cuantía y la orientación de fibras metálicas utilizadas para reforzar el hormigón. El problema a enfrentar en este caso radica en la incertidumbre en cuanto a la cantidad, distribución, y orientación de las fibras luego de que el hormigón es vertido. Sería de gran provecho conocer con precisión la orientación de las fibras y determinar si su distribución es homogénea en toda la pieza, ya que estos aspectos influyen directamente en el comportamiento mecánico del material en estudio. Por último, se exponen aplicaciones a casos teóricos mediante el diseño de elementos de variada responsabilidad estructural. Al evaluar las propiedades del HRF en laboratorio se constata el aporte de las fibras a la resistencia residual a tracción del material. A su vez, se destaca la practicidad en la ejecución de los ensayos innovadores (MVD y ensayo inductivo) así como los resultados alentadores obtenidos.