Las fibras son materiales que se incorporan al concreto a fin de mejorar su desempeño en estados plástico y endurecido, convirtiéndose en un factor de seguridad extra en la construcción. Pueden ser de diversos materiales (acero, polipropileno, nylon, vidrio, carbono, entre otros) y de diversos tamaños (macrofibras y microfibras).
Las principales aplicaciones de las fibras en el concreto son en pisos y pavimentos, en elementos prefabricados, en concretos lanzados, en concretos resistentes a explosiones y en concretos de alta y ultra alta resistencia, por solo nombrar algunos. En general, las fibras previenen la aparición de fisuras en estado plástico o en estado endurecido, impiden que el ancho de una fisura -en caso de existir- se incremente, pero más importante aún, permiten que un elemento continúe en servicio al aumentar su tenacidad, extendiendo su vida útil.
Ensayo de flexión a concreto reforzado con fibras.
Crédito: Archivo PROCEMCO
Sin embargo, existen algunos mitos alrededor del uso de las fibras incluidas en el concreto, generando confusiones o interpretaciones no adecuadas, las cuales pretendemos aclarar.
No es cierto que la fibra deba dosificarse por peso. Lo correcto es contemplar el volumen de dosificación. Por ejemplo, 40 kg de fibra de acero -cuya densidad aproximada es de 7,8 kg/l- ocuparán cerca de 5,1 l por m3 de concreto. Las fibras de polipropileno -cuya densidad aproximada es de 0,91 kg/l- necesitarán apenas 4,65 kg por m3 para ocupar el mismo volumen. En ambos casos se tendría una dosificación similar.
- MANEJABILIDAD DEL CONCRETO
Existe la creencia de que el uso de fibras disminuye la manejabilidad del concreto. Aunque es cierto que la mezcla se hace más cohesiva, no es más difícil colocarla y vibrarla dentro de las formaletas. Con un poco más de energía fluirá igual que un concreto convencional. Se recomienda que los concretos con fibra incluida deban especificarse de un mayor asentamiento, ya que al adicionarle fibra se puede perder entre 1”y 2”. Vale la pena resaltar que el ensayo de asentamiento del concreto con fibras no debe realizarse de acuerdo con la NTC 396 – Método de ensayo para determinar el asentamiento del concreto, dado que el resultado será alterado por el comportamiento cohesivo de las mismas. Este deberá realizarse de acuerdo con la ASTM C995 – Método de ensayo para el tiempo de flujo del concreto reforzado con fibras a través del cono invertido.
Concreto fresco con fibras.
Crédito: Archivo PROCEMCO
Durante el proceso de secado, el concreto se retrae a causa de la evaporación del agua de mezclado, y este proceso puede darse incluso en estado endurecido. Existe la creencia de que el uso de microfibras disminuye la retracción del concreto. Esto no es correcto. La acción de las fibras es absorber los esfuerzos internos provocados por los cambios dimensionales del elemento, minimizando o eliminando la fisuración.
- REEMPLAZO DE ACERO PRINCIPAL
Las dosis usuales de fibras no reemplazan al acero estructural.
- REEMPLAZO DE MALLA ELECTROSOLDADA
La malla electrosoldada está diseñada como refuerzo secundario para asumir -en estado endurecido- esfuerzos de retracción, temperatura y cambios de humedad dentro del elemento. Utilizar microfibras no reemplaza la malla electrosoldada. Sin embargo, el uso de macrofibras -en dosis entre el 0,2 % y 0,8% del volumen de concreto- puede reemplazar el efecto de la malla electrosoldada en pisos y concretos lanzados destinada a asumir los esfuerzos de retracción y temperatura, brindando un desempeño más eficiente gracias a que actuarán como un refuerzo tridimensional -que protege el elemento en todas sus direcciones- en lugar de bidimensional.
No es cierto que el uso de fibras reemplace el proceso de curado. Aunque pueden minimizar o eliminar la fisuración temprana, el curado es un proceso requerido para hidratar correctamente el cemento y que, además, permitirá un sellado adecuado de la superficie ante la acción de gases y líquidos. El curado y las fibras se complementan.
- SOLO ACTÚAN DESPUÉS DE LA FISURACIÓN
Cuando nos referimos a las macrofibras, en parte es cierto. Aunque la capacidad de retardar la aparición de una fisura es limitada, cuando aparece una si puede impedir que se continúe abriendo. El patrón de fisuración será de muchas fisuras, pero que no se abren. Sin embargo, el efecto más importante tiene lugar después de la fisuración, donde continúan transmitiendo los esfuerzos en el elemento y limitan el crecimiento del ancho de la fisura.
- NO PUEDEN AUMENTAR LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN
Particularmente, las macrofibras si pueden hacerlo cuando se utilizan cuantías que por lo menos tripliquen los valores utilizados actualmente (más del 1,5% del volumen de concreto). Sin embargo, esto implica otros desafíos tales como la dificultad de mezclar dicho concreto.
- EL MATERIAL DE LA FIBRA DEBE SER EL MÁS RESISTENTE POSIBLE
No es cierto. Aunque es importante que el material de la fibra tenga resistencia a la tensión y al corte mayor que la de la pasta de cemento en la que se encuentra inmersa, lo más importante es su capacidad de anclaje o de adherencia a dicha pasta.
- EL DESEMPEÑO DE LA FIBRA DEPENDE DEL MATERIAL DEL QUE ESTÉ ELABORADA
Incorrecto. Las fibras sintéticas alcanzan e incluso pueden superar la capacidad de disipación de energía de las metálicas, especialmente cuando se presentan grandes deformaciones. También pueden alcanzar niveles de tenacidad más altos y mejor desempeño del concreto ante el fuego.
El material del que está elaborada la fibra si puede incidir en el desgaste de los equipos de mezclado y colocación.
- NO ES POSIBLE COMBINAR FIBRAS DE DIFERENTES TAMAÑOS
Combinar fibras de diferentes tamaños es una muy buena elección para evitar la fisuración en estado plástico (microfibras) y para limitar las fisuras en estado endurecido (macrofibras).
- ES DIFÍCIL CORTAR JUNTAS EN LOSAS REFORZADAS CON FIBRAS
No es más difícil, pero requiere cuidados especiales. Por ejemplo, si la losa está reforzada con macrofibras de acero, la profundidad de la junta deberá ser de 1/3 del espesor de la losa y no 1/4.
- NO SE PUEDE INCREMENTAR EL ESPACIAMIENTO ENTRE JUNTAS
Falso. Si es posible, siguiendo las recomendaciones dadas en ACI 302 – Construcción de losas y pisos de concreto.
- LAS LOSAS SOBRE TERRENO NO DEBEN SER FIBRORREFORZADAS
Falso. El mejor ejemplo es el concreto lanzado.
- LAS FIBRAS EN EL CONCRETO SOLO AUMENTAN SU TENACIDAD
No es cierto. Además, mejoran la resistencia ante cargas cíclicas (fatiga) y ante cargas de impacto, siempre y cuando la dosificación oscile entre 0,2 y 0,8 del volumen del concreto.
Concreto endurecido con fibras.
Crédito: Archivo PROCEMCO