El uso de Fibra de Hormigón Armado

El hormigón reforzado con fibra se puede definir como un material compuesto que consta de mezclas de cemento, mortero u hormigón y discontinua, discreta, uniformemente dispersado con fibras adecuadas. Mallas continuas, telas tejidas y alambres o varillas largas no se consideran fibras discretas. La fibra es un pequeño trozo de material de refuerzo que posee propiedades características determinadas. Se puede ser circular o plana. La fibra se describe a menudo por un parámetro conveniente llamada "relación de aspecto". La relación de aspecto de la fibra es la relación de su longitud a su diámetro. Relación de aspecto típico oscila entre 30 y 150.

La fibra de hormigón armado (FRC) es de hormigón que contiene el material fibroso que aumenta su integridad estructural. Contiene fibras cortas discretas que están uniformemente distribuidas y orientadas al azar. Las fibras incluyen fibras de acero, fibras de vidrio, fibras sintéticas y fibras naturales. Dentro de estas diferentes fibras que el carácter de fibra reforzados cambios concretos con diferentes hormigones, materiales de fibra, geometrías, distribución, orientación y densidades.

Fibra de refuerzo se utiliza principalmente en hormigón proyectado, pero también puede ser utilizado en el hormigón normal. De fibra de hormigón armado normal, se utilizan sobre todo para los pisos en tierra y las aceras, pero puede ser considerado para una amplia gama de piezas de construcción (vigas, alicates, fundaciones, etc) ya sea solo o con la mano-atados barras

Hormigón reforzado con fibras (que son normalmente de acero, vidrio o fibras de "plástico") es menos costoso que atado a mano las barras de refuerzo, mientras que sigue aumentando la resistencia a la tracción muchas veces. La forma, dimensión y longitud de fibra es importante. Una fibra delgada y corta, por ejemplo el pelo en forma de fibras cortas de vidrio, sólo será efectivo durante las primeras horas después de verter el hormigón (reduce la formación de grietas, mientras que el hormigón se rigidez), pero no va a aumentar la resistencia a tracción del hormigón

EFECTO DE LAS FIBRAS EN CONCRETO

Las fibras se utilizan generalmente en concreto para controlar la contracción plástica agrietamiento y secado agrietamiento por contracción. También disminuir la permeabilidad del hormigón y, por tanto reducir la hemorragia de agua. Algunos tipos de fibras de producir un mayor impacto, abrasión y resistencia a roturas en el hormigón. En general, las fibras no aumentan la resistencia a la flexión del concreto, por lo que no puede sustituir momento resistente o de acero de refuerzo estructural. Algunas fibras reducir la resistencia del hormigón.

La cantidad de fibras añadidas a una mezcla de hormigón se mide como un porcentaje del volumen total del material compuesto (hormigón y fibras) fracción de volumen denomina (Vf). Vf normalmente oscila entre 0,1 a 3%. La relación de aspecto (l / d) se calcula dividiendo la longitud de fibra (l) por su diámetro (d). Las fibras con una sección transversal no circular utilizar un diámetro equivalente para el cálculo de relación de aspecto. Si el módulo de elasticidad de la fibra es mayor que la matriz (hormigón o mortero aglutinante), ayudan a soportar la carga mediante el aumento de la resistencia a la tracción del material. Aumento de la relación de aspecto de la fibra por lo general segmentos de la resistencia a la flexión y la tenacidad de la matriz. Sin embargo, las fibras que son demasiado largas tienden a "bola" en la mezcla y crear problemas de viabilidad.

Algunas investigaciones recientes indican que el uso de fibras en el hormigón tiene un efecto limitado sobre la resistencia al impacto de materials.This concretas hallazgo es muy importante ya que tradicionalmente la gente piensa la ductilidad aumenta cuando el hormigón reforzado con fibras. Los resultados también señala que el micro fibras es mejor resistencia al impacto en comparación con las fibras más largas.

1 Aumenta la resistencia a la tracción del hormigón.

2 Se reducen los huecos de aire y huecos de agua de la porosidad inherente de gel.

3 Se aumenta la durabilidad del hormigón.

4, tales como fibras de grafito y el vidrio tienen una excelente resistencia a la fluencia, mientras que el mismo no es cierto para la mayoría de las resinas. Por lo tanto, la orientación y el volumen de fibras tienen una influencia significativa en el rendimiento de fluencia de barras o tendones.

5 de hormigón armado en sí es un material compuesto, en donde el refuerzo actúa como la fibra de refuerzo y el hormigón como la matriz. Por tanto, es imperativo que el comportamiento bajo esfuerzos térmicos a los dos materiales es similar, de modo que las deformaciones diferenciales de hormigón y el refuerzo se reduzcan al mínimo.

6 Se ha reconocido que la adición de pequeñas fibras, estrechamente espaciadas y se dispersaron uniformemente sobre hormigón actuaría como supresor de la grieta y sustancialmente mejorar sus propiedades estáticas y dinámicas.

Factores que afectan PROPIEDADES DE LA FIBRA DE HORMIGÓN ARMADO

Hormigón reforzado con fibras es el material compuesto que contiene fibras en la matriz de cemento de una manera ordenada o manera distribuida al azar. Sus propiedades obviamente, depende de la transferencia eficaz de la tensión entre la matriz y las fibras. Los factores que se discuten brevemente a continuación:

1. Fibra relativa rigidez de la matriz

El módulo de elasticidad de la matriz debe ser mucho menor que la de la fibra para la transferencia de la tensión eficaz. Bajo módulo de fibra tales como nylon y polipropileno, por lo tanto, es improbable que dan mejora de la fuerza, pero la ayuda en la absorbsion de energía grande y por lo tanto, impartir un mayor grado de dureza y resistencia a impartir. Las fibras de alto módulo tales como acero, vidrio y carbono impartir resistencia y rigidez al material compuesto.

Unión interfacial entre la matriz y la fibra también determinar la eficacia de transferencia de tensión, desde la matriz a la fibra. Una buena unión es esencial para mejorar la resistencia a la tracción del material compuesto.

2. Volumen de las Fibras

La resistencia del material compuesto depende en gran medida la cantidad de fibras usadas en la misma. Fig. 1,1 y 1,2 muestran el efecto de volumen en la tenacidad y resistencia. Se puede ver en la figura 1.1 que el aumento en el volumen de las fibras, aumentan de forma lineal, la resistencia a la tracción y tenacidad del material compuesto. El uso de un mayor porcentaje de fibra es probable que cause la segregación y la dureza del hormigón y mortero.


De fibra de Hormigón Armado

3. Relación de aspecto de la fibra

Otro factor importante que influye en las propiedades y el comportamiento del material compuesto es la relación de aspecto de la fibra. Se ha informado de que hasta la relación de aspecto de 75, aumentar la relación de aspecto aumenta el último concreto linealmente. Más allá de 75, relativa fuerza y ​​resistencia se reduce. Tabla 1.1 muestra el efecto de la relación de aspecto en resistencia y dureza.

Tabla 1,1 Relación de aspecto de la fibra

Tipo de relación de aspecto concreto la dureza relativa de fuerza relativa
De concreto simple 0 1 1
Con 25 1,5 2,0
Al azar 50 1,6 8,0
Dispersos fibras 75 1.7 10.5
100 1.5 8.5

4. Orientación de las fibras

Una de las diferencias entre la armadura y refuerzo de fibra convencional es que en el refuerzo convencional, las barras están orientadas en la dirección deseada mientras que las fibras están orientadas al azar. Para ver el efecto del azar, las muestras de mortero reforzado con un 0,5% en volumen de fibras fueron analizadas. En uno especímenes fijados, fibras estaban alineados en la dirección de la carga, en otro en la dirección perpendicular a la de la carga, y en la tercera distribuidos al azar.

Se observó que las fibras alineadas en paralelo a la carga aplicada ofrecen resistencia a la tracción y tenacidad más que las fibras distribuidas al azar o perpendicular.

5. Trabajabilidad y compactación del hormigón

La incorporación de fibras de acero se reduce considerablemente la trabajabilidad. Esta situación afecta negativamente a la consolidación de la mezcla fresca. Incluso vibración externa prolongada no compactar el hormigón. El volumen de fibra en la que se alcanza esta situación depende de la longitud y el diámetro de la fibra.

Otra consecuencia de trabajabilidad pobre es la distribución no uniforme de las fibras. Generalmente, la norma trabajabilidad y compactación de la mezcla se mejora mediante el aumento relación agua / cemento o por el uso de algún tipo de aditivos reductores de agua.

6. Tamaño del árido grueso

El tamaño máximo del agregado grueso debe limitarse a 10 mm, para evitar una reducción apreciable en la resistencia del material compuesto. Las fibras también en efecto, actuar como agregado. Aunque tienen una geometría simple, su influencia sobre las propiedades del hormigón fresco es compleja. La fricción entre las partículas entre las fibras y entre las fibras y agregados controla la orientación y la distribución de las fibras y, consecuentemente, las propiedades del material compuesto. Los aditivos reductores de fricción y aditivos que mejoran la cohesión de la mezcla puede mejorar significativamente la mezcla.

7. Mezcla

La mezcla de hormigón reforzado con fibra necesita condiciones cuidadosas para evitar bolas de fibras, la segregación y, en general, la dificultad de mezclar los materiales de manera uniforme. Aumento de la relación de aspecto, el porcentaje de volumen y el tamaño y la cantidad de árido grueso intensificará las dificultades y la tendencia de bolas. Contenido de fibra de acero en exceso de 2% en volumen y relación de aspecto de más de 100 son difíciles de mezclar.

Es importante que las fibras se dispersan uniformemente a través de la mezcla; esto puede hacerse mediante la adición de las fibras antes de que el agua se añade. Cuando se mezcla en un mezclador de laboratorio, la introducción de las fibras a través de una cesta de malla de alambre ayudará a una distribución uniforme de las fibras. Para uso en el campo, otros métodos adecuados deben adoptarse.

DIFERENTES TIPOS DE FIBRAS

A continuación se los diferentes tipos de fibras genrally utilizados en las industrias de la construcción.

1. Hormigón reforzado con fibras de acero

2. Polipropileno reforzado con fibra (PFR) de mortero de cemento y de concreto

3. Fibra de vidrio, de hormigón

4. Las fibras de asbesto

5. Fibras de Carbono

6. Fibras orgánicos

1. Fibra de acero reforzado de concreto: -

A ninguno de los tipos de fibras de acero están disponibles como refuerzo. Fibra de acero redondo del tipo comúnmente utilizado son producidos por el corte de alambre redondo en la longitud corta. El diámetro típico se encuentra en el intervalo de 0,25 a 0,75 mm. Las fibras de acero que tienen una forma rectangular c / s son producidos por la sedimentación de las hojas sobre 0,25 mm de espesor. Fibra hecha de alambre de acero suave dibujado. Conforme a IS :280-1976 con el diámetro de alambre que varía de 0,3 a 0,5 mm han sido prácticamente utilizado en la India. Fibras redondas de acero son producidos por el corte o cortar el alambre, fibras planas lámina que tiene un típico c / s que van desde 0,15 a 0.41mm de espesor y de 0,25 a 0,90 mm de ancho son producidos por sedimentación láminas planas. Fibra deformado, que están débilmente delimitada con cola soluble en agua en forma de un paquete están también disponibles. Dado que las fibras individuales tienden a juntarse, su distribución uniforme en la matriz suele ser difícil. Esto puede ser evitado mediante la adición de haces de fibras, que separan durante el proceso de mezcla.

2 de polipropileno reforzado con fibra (PFR) de mortero de cemento y hormigón. -

El polipropileno es uno de los más baratos y abundantes fibras de polipropileno disponibles polímeros son resistentes a la mayoría de productos químicos y que sería la matriz de cemento que se deterioran primero bajo ataque químico agresivo. Su punto de fusión es alta (alrededor de 165 grados centígrados). Para que una temperatura de trabajo. Como (100 grados centígrados) puede ser sostenido por períodos cortos sin detrimento de propiedades de la fibra.

Las fibras de polipropileno es hidrófobo se puede mezclar fácilmente, ya que no necesita contacto prolongado durante la mezcla y sólo tienen que ser de manera uniforme en dificultades en la mezcla.

Las fibras de polipropileno de corta duración en fracciones de volumen reducido entre 0,5 a 15 comercialmente utilizado en el hormigón.

3. Fibra de vidrio, de hormigón: -

Fibra de vidrio se compone de 200-400 filamentos individuales que están ligeramente unidas para formar un soporte. Estos soportes pueden ser cortadas en longitudes diferentes, o combinados para hacer esterilla tela o cinta. Utilizando las técnicas de mezcla convencionales para hormigón normal no es posible mezclar más de aproximadamente 2% (en volumen) de fibras de una longitud de 25 mm.

El aparato principal de fibra de vidrio ha sido en el refuerzo de las matrices de cemento o mortero utilizados en la producción de productos fina hoja. Las verdades comúnmente utilizados son de fibra de vidrio e-glass utilizado. En el armado de plásticos y vidrio AR E-vidrio tiene una resistencia insuficiente a los álcalis presentes en el cemento Portland en vidrio AR ha mejorado alcalinos características resistentes. A veces se añaden también polímeros en las mezclas para mejorar algunas propiedades físicas, tales como movimiento de la humedad.

4. Las fibras de asbesto: -

La fibra mineral natural barato disponible, amianto, se ha combinado con éxito con cemento Portland pega para formar un producto ampliamente utilizado llamado cemento de amianto. Las fibras de asbesto aquí la resistencia térmica y mecánica química que los hace aptos para tubos de hoja de producto, tejas acanaladas para techos y elementos. Placa de cemento de amianto es de aproximadamente dos o cuatro veces mayor que la de la matriz sin reforzar. Sin embargo, debido a la longitud relativamente corta (10 mm) de la fibra tiene baja resistencia al impacto.

5. Fibras de Carbono: -

Las fibras de carbono a partir de la más reciente y probabilidad de que la adición más espectacular a la gama de fibra disponibles para uso comercial. La fibra de carbono cae bajo el módulo de elasticidad muy alta y resistencia a la flexión. Estos son expansivas. Su fuerza y ​​características de rigidez se ha encontrado que ser superior incluso a las del acero. Pero son más vulnerables a los daños que la fibra de vidrio, incluso, y por lo tanto, generalmente son tratadas con recubrimiento de renuncia.

6. Las fibras orgánicas: -

Fibra orgánica tal como polipropileno o fibra natural puede ser químicamente más inerte que sea fibras de acero o de vidrio. También son más baratos, especialmente si natural. Un gran volumen de fibra vegetal puede ser utilizado para obtener un compuesto agrietamiento múltiple. El problema de la dispersión de mezcla uniforme y puede ser resuelto mediante la adición de un plastificante súper.