CONCRETOS

MANEJO DE CONCRETO FIBROREFORZADO PARA OBRAS DE INFRAESTRUCTURA

Bruno Luiz Marson FrancoMACCAFERRI

BRASIL

Welcome

T h e O f f i c i n e M a c c a f e r r i G r o u p

For 129 years, Officine

Maccaferri has researched,

designed and developed

solutions to solve problems

related to the Civil Engineering

and Construction Market.

The Company promotes the

most sophisticated high-quality

products – including woven

hexagonal wire mesh steel

products, geosynthetics, fibers

– on all five continents.

129

years

100

countries

5

continents

B a c k g r o u n d

Officine Maccaferri’s worldwide

headquarters are located in

Bologna, Italy. The Company

has on-the-ground operations

in almost 100 countries

worldwide and employs over

1,980 people.

T h e O f f i c i n e M a c c a f e r r i G r o u p

T h e O f f i c i n e M a c c a f e r r i G r o u pO u r p r o d u c t i o n f a c i l i t i e s

Europe 9 plants:

Italy (3), Slovakia,

Russia (2), UK,

Spain

Asia 6 plants:

Malaysia, Indonesia,

India, Nepal, Korea,

China

South America

6 plants: Brazil (3),

Peru, Argentina,

Costa Rica

Africa 1 plant:

South Africa

North America

2 plants: USA, Mexico

Officine Maccaferri Group Profile

Europe: eight plants (Italy, France, Slovakia, Russia, UK)

North America: two plants (USA, Mexico)

Latin America: five plants (Brazil, Peru, Argentina, Costa Rica, Venezuela)

Asia: six plants (Indonesia, Malaysia,Nepal, Korea, China, India)

Africa: one plant (South Africa)

• (1800) Fibras de Asbesto • (1920) Fibras de Vidrio

• (1964) Fibras de Acero • (1980) Fibras Sintéticas

Histórico del Uso de las Fibras en la Construcción Civil

Fibras Industrializadas

El Concreto

“El concreto posee una serie de características que lo

mantiene como el material estructural más utilizado en el

mundo. Sin embargo, el concreto tiene una serie de

limitaciones, como su comportamiento frágil y la baja

capacidad de deformación antes de la rotura. Como

consecuencia de su fragilidad, su resistencia a la tracción

es muy baja cuando es comparada con su resistencia a la

compresión”

Una de las alternativas técnicas que podemos utilizar

para minimizar estas limitaciones es el uso de fibras

Las Fibras

“La introducción de fibras en el concreto tiene como

objetivo minimizar el comportamiento frágil característico

del mismo, presentando una resistencia residual a los

esfuerzos en él aplicados incluso después de la

fisuración. La alteración del comportamiento es función

de las características de las fibras, de la matriz de

concreto y de su interacción”

El Concreto Fibroreforzado

Bajos contenidos de fibras usualmente incorporados a los

concretos, no ocasiona un aumento en la resistencia a la

tracción y a la compresión

SI existe una modificación de su comportamiento post-

fisura, pasando a ser dúctil, debido la redistribución de

tensiones propiciada por el elemento fibroso.

CONCRETO SIMPLE CONCRETO CON FIBRAS

PIf

PRIMERA FISURA

Pmáx

CTOD CTOD

37 mm

L/D = 33.5

50 mm

L/D = 50

Toughness?

Steel fibers (High

Elastic Modulus) are

most effective than

the Synthetic ones

(Low E)

Ductility: Steel vs Macro-Synthetics (UNI 11039)?

Basado en las publicaciones de ACI 544 (1966) las

fibras agregadas a los concretos no tienen por finalidad

sustituir las armaduras convencionales (vigas,

columnas, paredes, muros, etc.)

Sin embargo, si es posible sustituir el acero (la mayoría

de las veces en un 100%) en estructuras donde se

puedan garantizar una significativa redistribución de

esfuerzos, como por ejemplo pisos apoyados sobre

suelo, concreto lanzado en taludes o túneles, dovelas

prefabricadas para túneles, entre otros

El concreto Fibroreforzado

Principales Aplicaciones

Pisos y Pavimentos

Concreto Proyectado

Elementos

Prefabricados

El concreto Reforzado con Fibras - Ventajas

Constructivas:

• Sustitución parcial o total del refuerzo convencional

(malla, barras)

• Reducción del tiempo de ejecución (mano de obra)

• Refuerzo correctamente ubicado en la estructura

Estructural:

• Mejor control de las fisuraciones

• Menor permeabilidad

• Mayor durabilidad

• Mejor resistencia al impacto

• Mayor resistencia a la fatiga

Solución en concreto Armado Convencional

Solución en concreto Reforzado con Fibras de Acero

Reducción de espesores con la

aplicación de concreto fibroreforzado

Solución convencional:

• 20 cm de concreto

• 2 capas de refuerzo

• 5 cms de concreto pobre

Solución fibrorefrozada:

• 17 cm de concreto fibroreforzado

• 30 kg/m³ de fibras de acero

• 0,6 kg/m³ de fibras de PP

Misma capacidad de carga, menor costo,

mayor eficiencia!!!!

Roca

shotcrete en concreto simple

malla electrosoldada

recubrimiento de la malla

anclaje de la malla

efecto sombra y posibilidad de

mayor pérdida por rebote.

Solución Convencional

Roca

contacto entre del

revestimiento con la

roca sin fallas

shotcrete en concreto

reforzado con fibras de acero

Solución en concreto Fibroreforzado

Elementos Prefabricados - Dovelas

SE DEBE SIEMPRE COMPARAR LOS SISTEMAS DE FORMA COMPLETA Y NO SOLO

UNICAMENTE PRECIOS UNITARIOS DE LOS PRODUCTOS!!!

- Costo global y desempeño global es que deben ser optimizados.

- Existencia de Normativas del sistema propuesto y conformidad con especifición.

- Analizar las variables que puedan influenciar como:

- Condiciones ambientales;

- Solicitaciones (cargas, agentes agresivos, etc.);

- Mantenimiento.

Fibras,

¿cual

utilizar??

Fibras Sintéticas

Macrofibras: macrofisuraciones, “estructural”

Dosificaciones entre 2-7 kg/m3

Microfibras Sintéticas: microfisuraciones, no estructural.

Dosificaciones entre 500 y 3000 g/m3

Fibras Metálicas

Microfibras: Estructural y con dosificaciones

altas 100-200 kg/m3

Macrofibras Metálicas: macrofisuraciones, estructural.

Dosificaciones entre 20 y 70 kg/m3

Proceso de Inserción de las Fibras – Manual

rendimiento: 20 – 40kg/min.

rendimiento: 40 – 80kg/min.

Proceso de Inserción de las Fibras – Automatizada (embalajes de 20kg)

TUBERIAS REFORZADAS CON FIBRAS DE ACERO

Tubos con diametros promedios entre 0,5 – 1,0 metros

ELEMENTOS PREFABRICADOS DIVERSOS

CANALES

PLATEAS DE FUNDACIÓN

METAL DECKS

PAVIMENTOS VIALES

SHOTCRETE PARA PROTECCION DE TALUD

SHOTCRETE PARA REVESTIMENTO DE TUNELES

DOVELAS PARA TUNELES

UTE LINEA 9 S. Coloma BARCELLONA

Instalaciones Externas

de planta de concreto

Instalaciones Externas

de planta de concreto

Zona de mezcla de fibras

MEZCLADORA Capacidad máxima 2,5 mc

Instalación

DOSO 2.0

DOSO 2.0 Elemento del Kit para sierre rápido del canal de salida

Área de almacenamiento y preparación

de la materia prima

Estación rotante para la preparación de la

armadura para anillos

CARGA DE MATERIAL

INERTE Y FIBRAS

Los inertes y las fibras vienen

mezclados en el interno de una

embudo mobil, llamado SKIP

MEZCLADORA

La mezcla entre los inertes,

las fibras y los aditivos

proviene del SKIP

Carga del Concreto

Carga en diversas etapas realizado

mediante un embudo móvil

Relleno del molde

Acabado y control

visivo del anillo

Salida de anillo del horno

Extracción del anillo

Rotación del anillo

Trasporte del anillo al externo

Almacén externo

Cada grupo de 8 piezas forma

un anillo completo de túnel

PARADA DE BUSES

PISOS DE PUERTOS

PISOS DE AEROPUERTOS

Consideraciones Finales

• No hay ningún respaldo técnico cuando se especifica un

concreto con fibras solamente con una simple dosificación de

fibra por metro cúbico de concreto, pues siempre debemos

evaluar la solución a través de los parámetros mínimos de

desempeño para el concreto que será aplicado en la obra.

• Existe básicamente dos métodos de ensayos para la

determinación del nivel de desempeño del CRF que son a

través de viguetas o placas, siendo que el ensayo de tracción

en la flexión en viguetas es de fundamental importancia para

evaluar las características del material en menores niveles de

fisuración.

• El concreto con fibras puede ser dosificado y

controlado correctamente según normas y métodos

precisos, sin el uso de condiciones empíricas.

• Es importe que quede claro en lo que se busca como

prestación de servicio con la utilización del CRFA,

para que se pueda obtener una adecuada orientación

sobre la dosificación, tipo de fibra y concretos

adecuados para cada aplicación, de acuerdo con la

buena técnica y atendiendo las prácticas de

ingeniería.

Consideraciones Finales

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!