LOS PARÁMETROS TÉCNICOS

A continuación, dedicaremos dos palabras a cuáles son los parámetros técnicos más comúnmente encontrados en las fichas técnicas de las fibras de hormigón, para poder interpretar su significado, para saber cómo comparar las fibras entre sí.

Longitud

¡El más inmediato, simple y representativo de los parámetros técnicos de una fibra está ciertamente representado por su longitud! Normalmente, el código de producto de una fibra a menudo también está relacionado con su longitud. Dado que la fibra, especialmente los polímeros, son producto de un corte de hilo a intervalos regulares, todas las características intrínsecas de la fibra en sí se derivan directamente del hilo inicial, mientras que la longitud tiene efectos directos sobre el comportamiento de la fibra en el hormigón y su aplicación. Además, dado que cada productor del mismo hilo puede obtener diferentes modelos de fibra simplemente cortando a diferentes tamaños, la longitud juega un papel fundamental en la distinción de las diferentes fibras de la misma cartera de productos.

Las fibras para conglomerados de cemento que han aparecido en el mercado están prácticamente incluidas entre 3 mm y 60 mm de longitud. No se conocen fibras en este momento que vayan más allá de este rango. Normalmente las fibras cortas (<25 mm) se destinan casi exclusivamente al segmento de refuerzo antifisuras; Las fibras largas (> 30 mm) son casi siempre fibras destinadas a aplicaciones estructurales.

Habiendo hecho esta primera gran distinción, en el segmento de fibras estructurales, casi todos los modelos se concentran entre 38 mm y 54 mm. Sin embargo, en las fibras estructurales, la elección está a menudo dictada por los modelos disponibles y por su rendimiento declarado (de acuerdo con las regulaciones de la CE), por lo que no es una elección derivada del uso, el grosor o el agregado del hormigón, sino precisamente la longitud que el proveedor encontrado más eficaz en sus pruebas de laboratorio.
Por lo tanto, la elección para el usuario normalmente está orientada hacia la fibra y la longitud de mayor rendimiento (excepto para casos y necesidades específicos y específicos).

Sin embargo, este argumento no se aplica a las fibras auxiliares/antifisuras, para las cuales la elección de la longitud no es tanto una consecuencia del rendimiento técnico, sino las necesidades reales del cliente en relación con el uso final y el grosor del producto. Para fibras auxiliares, las longitudes más comunes son entre 6 mm y 18 mm. Los más cortos son para morteros y revocos, mientras que los más largos son prácticamente para todos los demás casos.

Diámetro

Incluso el diámetro de una fibra clasifica inmediatamente su función: las fibras más delgadas, con diámetros más pequeños que una décima de milímetro, son exclusivamente fibras auxiliares, mientras que las estructurales siempre tienen diámetros mayores de al menos 0.3-0.4 mm.

La clasificación estándar para fibras sintéticas, dada por EN 14889-2, distingue dos categorías:

• “Macrofibra” – diámetro >0.3 mm
• “Microfibra” – diámetro <0.3 mm

El “diámetro equivalente” también se puede encontrar en la ficha técnica de una fibra. En este caso nos referimos al diámetro del círculo que tiene la misma área que la sección de la fibra considerada. Por ejemplo, en el caso de una fibra de sección rectangular, el diámetro equivalente se calcula como el diámetro de un círculo de igual área.

Relación dimensional

La relación dimensional se calcula como la proporción entre la longitud de una fibra y su diámetro (o diámetro equivalente). Es un parámetro que a menudo se pasa por alto, pero que en realidad es útil, en algunos tipos de fibras que veremos en breve, como una medida del grado de “resistencia a la contracción”. La resistencia a la contracción es, como su nombre lo indica, la capacidad de la fibra de oponerse a la contracción, en otras palabras, de no ser removida de su asiento después de que el hormigón se haya endurecido e incorporado.

En el caso de las microfibras (que por definición tienen diámetros inferiores a 0,3 pero, de hecho, en la gran mayoría de los casos tienen diámetros de unas pocas centésimas de milímetro), la relación dimensional tiene valores muy altos, que a menudo superan los 200-250. Para estas fibras, la resistencia a la contracción es una característica completamente marginal, dado que su función no es estructural.

Las fibras con un diámetro equivalente superior a 0,5 mm, por lo tanto, hilos bastante gruesos, casi siempre están sujetas a procesos industriales que mejoran la adhesión gracias a dispositivos como ondulaciones, rugosidades y moleteados, formas particulares, etc. En estos casos, la relación dimensional es inferior a 70-80 y su evaluación es secundaria ya que la resistencia a la contracción   se debe principalmente a estos procesos.

La relación dimensional es un parámetro particularmente interesante en el caso de macrofibras estructurales delgadas, que tienen diámetros menores de 0,5 mm. Para estos tipos de productos, la trabajabilidad de la superficie es reducida y menos efectiva. El resultado es que el trenzado de hilo se usa con frecuencia y se está trabajando para optimizar con precisión la relación dimensional: al aumentar la relación dimensional se obtiene una mejor resistencia a la contracción. Para estos tipos de fibras, la relación de tamaño es normalmente de alrededor de 100-110.

Cabe señalar que a partir de una evaluación simple de la relación dimensional, es perfectamente capaz de deducir el tipo de fibra y clasificarla de acuerdo con su función.

Hablar sobre la geometría de la fibra a menudo no tiene mucho sentido, excepto en el caso de las fibras de polímero. Las fibras de acero están compuestas exclusivamente de filamentos individuales, posiblemente “unidos” en paquetes de unas pocas docenas de hebras para facilitar el transporte y la manipulación. ¡Pero más allá de algunas pequeñas variaciones en cuanto a la forma (enganchada, ondulada, recta, etc.) en general, todas son conceptualmente idénticas! Lo mismo ocurre, por ejemplo, con las fibras de vidrio, para las cuales es aún más fácil simplificar, ya que siempre son hilos más o menos rectos y más o menos largos y rectos.

Veamos por lo tanto las principales diferencias con respecto a las fibras poliméricas:

Fibras monofilamento

Son fibras que consisten en un solo alambre, más o menos recto, generalmente significativamente más grande que el multifilamento, trabajado para aumentar su adherencia a la matriz de cemento (moleteado, ganchos laterales, ondulaciones, formas en zigzag, etc.). Aparecen en la bolsa como una multitud de “agujas” individuales, esparcidas aleatoriamente entre ellas.

Las fibras de monofilamento a menudo reciben tratamientos mecánicos después de la extrusión (para mejorar sus características) como, por ejemplo, planchar para orientar las cadenas de polímeros y aumentar la resistencia, o tratamientos para aumentar la rugosidad de la superficie y, por lo tanto, anclarse al hormigón.

Los monofilamentos son casi exclusivamente (¡si no siempre!) fibras de “grandes” dimensiones, pertenecientes a la categoría de macro fibra, y con longitudes entre 30 y 60 mm.

Fibras multifilamento

Fibras producidas por la extrusión de una multitud de pequeños filamentos rectos, luego cortados a medida y ensacados. Son fibras que normalmente no se tratan después de la extrusión. En la bolsa aparecen como “mechones” de fibras pequeñas, suaves y flexibles.

Generalmente son fibras de pequeño tamaño, microfibras, con diámetros muy pequeños (¡a menudo menos de una décima de milímetro!) Y entre 3 y 30 mm de largo.

Fibras trenzadas

Las fibras producidas por filamentos simples (por lo tanto, los básicos son monofilamentos simples) entrelazados en haces, llamados precisamente “hebras”. Antes de cortarlos a la longitud final, son muy similares a una cuerda. Esta categoría incluye, por ejemplo, el READYMESH PF-540.

Fibras fibriladas

Técnicamente, las fibras fibriladas no se producen por la extrusión de uno o más filamentos (como los mono y múltiples filamentos) sino por una película delgada y continua de polipropileno, que luego se separa en tiras más pequeñas y luego se “fibrila” para darse cuenta de la clásica forma de “red” cuando la fibra está “dilatada”. Por lo tanto, la fibrilación es un procedimiento para producir hilos de polipropileno de bajo costo, que a menudo se usan en envases. Las fibras fibriladas tienden a formar escamas en filamentos individuales durante el mezclado gracias a la acción mecánica del movimiento de los agregados presentes en la mezcla.

La resistencia mide la capacidad de la fibra para soportar tensiones de tracción longitudinales, normalmente medidas con la prueba descrita por la norma EN 10002-1 (ver más abajo).

El valor de “resistencia a la tracción” (o incluso “tensión de ruptura”) que se encuentra en las fichas técnicas es representativo de la información sobre la calidad de la fibra antes de que se inserte en el hormigón. Por lo tanto, no representa una medida de la capacidad de la fibra para alterar el comportamiento de la estructura de hormigón reforzado con fibra sometida a tensiones mecánicas (por esta razón hay pruebas específicas cuyos resultados a menudo no aparecen en la ficha técnica, como la de la norma EN 14651). De lo que se puede deducir que una comparación de las fibras estructurales sobre la base de la evaluación simple de la resistencia no es en absoluto cierta acerca de sus capacidades estructurales reales.

Teóricamente, la resistencia de la fibra en sí misma tiene una relación directa con la resistencia del hormigón reforzado con fibra sometido a flexión, ¡pero la alta resistencia por sí sola no es suficiente para garantizar también un excelente rendimiento del sistema de fibra de hormigón! La fibra estructural, por definición, debe oponerse al aumento en la abertura del espacio. Para lograr este objetivo, obviamente debe ser capaz de resistirse a sí mismo, pero también es muy importante la cantidad de fibras que están colaborando en el mismo objetivo, qué tan homogéneamente se distribuyen y cuánto se opone su forma o acabado superficial a la contracción de la fibra de su asiento.

La resistencia a la tracción de la fibra individual es un parámetro casi inútil en el caso de las fibras auxiliares, de hecho, no ejercen su función por tracción y, por lo tanto, una alta resistencia no sería beneficiosa.

La densidad de la fibra, a veces también denominada peso específico, es una medida que se deriva directamente del material del que está hecha, generalmente expresada en kg/dm³ o kg/m³. Las fibras de acero generalmente tienen una densidad de 7-8 kg/dm^³, típica del acero, mientras que las fibras sintéticas tienen una densidad de aproximadamente 0.9 kg/dm³.

La densidad es indicativa de la tendencia a segregar la fibra en el hormigón: las fibras más pesadas que el hormigón (que tiene una densidad de aproximadamente 2.4 kg/dm³) tenderán a depositarse en el fondo, mientras que las fibras ligeras tendrán la tendencia natural a moverse hacia arriba. De hecho, este fenómeno no es muy relevante ya que el hormigón es un compuesto viscoso, con muchas partes sólidas en su interior y la “migración” de las fibras en su interior es muy difícil incluso en presencia de hormigones fluidos.