Microhormigones

Microhormigones reforzados con fibras sintéticas o de acero para el revestimiento y la realización de encamisados de refuerzo de los elementos de hormigón

Refuerzo estructural con microhormigones con comportamiento de endurecimiento por deformación

Los microhormigones reforzados con fibra son materiales compuestos (dos fases) caracterizados por una matriz de cemento y por un elevado contenido de fibras discontinuas.

La matriz puede consistir en un mortero y un hormigón, mientras que las fibras pueden estar hechas de acero, polímero o carbono.

Se trata de productos tecnológicos innovadores que se han vuelto importantes también en la consolidación de las estructuras existentes gracias a sus resistencias residuales a la tracción en la fase post-agrietamiento.

Las ventajas de su uso dependen sobre todo de su resistencia a la deformación plástica en la fase post-agrietamiento, en la cual incrementan su resistencia a tracción (endurecimiento por deformación – tensile strain hardening behavior) lo que permite obtener altas resistencias a la tracción, repartidas en todo el volumen del microhormigon, que permiten reducciones sustanciales en las
armaduras l refuerzo con contribuciones limitadas de peso (en comparación con los revestimientos tradicionales que no tienen hormigón de alta ductilidad).

Su principal campo de empleo en la consolidación es:

  • Creación de diafragmas de bajo espesor (losas de hasta aproximadamente 3 cm) por encima de forjados existentes;
  • Realización de recrecido de secciones de bajo espesor (hasta 4 cm) en estructuras de hormigón armado (pilares, vigas), permitiendo reducir la armadura primaria del recrecido incluso hasta eliminarla del todo y remplazarla por las fibras.

Control de la disipación de energía bajo carga

El refuerzo de una estructura de hormigón mediante el uso de microhormigones reforzados con fibra permite, si es sometido a esfuerzo a flexión o a cortante al sobrepasar el límite elástico, es disipar energía gracias a la formación de microgrietas, que es la evidencia experimental de que estos productos pueden aumentar la capacidad de soportar cargas crecientes. El ancho de las microgrietas depende del tipo de fibra y su volumen.
La figura muestra, en el caso de Micro Gold FCC (microhormigón Ruregold mezclado con fibras sintéticas estructurales), que en una deformación del 1%, la amplitud de las microgrietas se estabiliza entorno a los 80 micrones. En el caso de los morteros tradicionales reforzados con fibra (poliméricos y metálicos), la amplitud de las microgrietas supera los 500 micrones, un valor peligroso para la durabilidad de la intervención de refuerzo, ya que permite la penetración de agentes agresivos químicos y ambientales, como cloruros, lluvias ácidas, etc.

Curvas experimentales de carga/deformación y resistencia a la tracción residual

Los gráficos muestran las curvas de carga/deformación (CMOD) medidas después de 28 días de curado, según la norma EN 14651.

La línea azul describe la ductilidad de las premezclas Micro Gold de Ruregold que contienen fibras estructurales poliméricas (en el caso de Micro Gold FCC), metálicas (en el caso de Micro Gold Steel).

Las curvas de la izquierda describen el comportamiento de endurecimiento de estos microhormigones, debido al hecho de que las macrofibras presentes aumentan la resistencia a la tracción del compuesto. Se nota la diferencia
en comparación con lo que ocurre con un mortero tradicional reforzado con fibra, caracterizado por un comportamiento de reblandecimiento (línea verde) o con un mortero R4 tradicional no reforzado (línea amarilla), que tiene un comportamiento frágil.

La segunda serie de pruebas, por otro lado, representa la tendencia de la resistencia a la tracción residual de los microhormigones de Ruregold y los valores relativos de fRj, determinados de acuerdo con las disposiciones de la norma EN 14651.1. El área subtendida de la curva en los diversos productos probados es el índice de la alta ductilidad del producto que, en virtud de este comportamiento mecánico, puede usarse ventajosamente en la mejora sísmica de las estructuras en hormigón armado, incluso sin la adición de barras de refuerzo.

En la tabla de resumen se comparan los valores de resistencia a la tracción residual debido a la flexión -fRj (MPa) de los diversos productos.

MICRO GOLD FCC MICRO GOLD STEEL
CMOD 1= 0,5 mm fR1 = 8,05 fR1 = 13,75
CMOD 2= 1,5 mm fR2 = 10,90 fR2 = 13,90
CMOD 3= 2,5 mm fR3 = 12,70 fR3 = 13,60
CMOD 4= 3,5 mm fR4 = 11,60 fR4 = 12,10

RESISTENCIA RESIDUAL A LA TRACCIÓN POR FLEXIÓN – FRJ (MPA)

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