Comportamiento mecánico del hormigón reforzado con fibra de polipropileno multifilamento : influencia del porcentaje de fibra adicionado

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA Escuela Técnica Superior en Ingeniería de la Edificación Taller Proyecto Final de Grado en Materiales Avanzados “Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento: Influencia del Porcentaje de Fibra Adicionado” Alumno: Fernando Muñoz Cebrián Directores Académicos: José Ramón Albiol Ibáñez Luis Vicente García Ballester CURSO 2010/2011 Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 2 “En esta breve reseña me gustaría dedicar esta investigación a todas aquellas personas que me han apoyado a lo largo de estos cuatro años en la facultad, tanto a mis familia como amigos, así como a profesores y técnicos de laboratorio que me han ayudado a llevar a cabo este proyecto. Ha sido un placer ampliar mi conocimiento en un campo tan apasionante como es el de los materiales de construcción y espero haber contribuido con la elaboración de esta investigación” Un cordial saludo. Fernando Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 3 RESUMEN Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento El presente trabajo tiene como objetivo estudiar la influencia de la incorporación de fibra de polipropileno multifilamento en hormigones de altas prestaciones, en las propiedades mecánicas del hormigón endurecido. En la investigación se realizaron ensayos comparativos entre un mortero patrón, que no contenía fibras y morteros con distinto porcentaje de fibra adicionado. La fibra adicionada osciló entre el 5% y el 20% en peso del cemento. Las propiedades del hormigón que se estudiaron fueron la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexotracción. Se pudo observar que a mayor cantidad de fibra adicionada menor es la trabajabilidad del hormigón. En el hormigón endurecido se logró determinar que la adición de fibras de polipropileno no tiene mayor influencia en el aumento de la resistencia a la compresión del hormigón, y que por el contrario, el aumento de la cantidad de fibra de polipropileno presente en la mezcla de hormigón incide directamente en la disminución de la resistencia a la flexotracción de éste. Del análisis de los resultados de la presente investigación unido a la investigación bibliográfica, se desprende que algunas de las aplicaciones prácticas del hormigón reforzado con fibras de polipropileno serían: losas de hormigón (soleras, forjados), pavimentos de hormigón, hormigón y mortero proyectado, morteros, revocos de fachadas, revocos de para mejor la resistencia al fuego, elementos prefabricados, etc. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 4 ÍNDICE INTRODUCCIÓN (página 7) Capítulo 1 ANTECEDENTES TEÓRICOS (página 8-14) 1.1 Materiales Compuestos (pag.8-11) 1.1.1 Introducción 1.1.2 Materiales Compuestos Reforzados con Partículas 1.1.3 Materiales Compuestos Estructurales 1.1.4 Materiales Compuestos Reforzados con Fibras 1.2 Conceptos Generales del Comportamiento Mecánico de Materiales Reforzados con Fibras (pag.11-17) 1.2.1 Influencia de la Longitud de la Fibra 1.2.2 Influencia de la Orientación y de la Concentración de la Fibra 1.2.2.1 Materiales Compuestos con Fibras Discontinuas y Orientadas al Azar 1.2.3 Fase Fibrosa 1.2.4 Fase Matriz 1.3 Fibra de Polipropileno (pag.17-19) 1.3.1 Tipos de Polipropileno 1.4 La Fibra de Polipropilenos multifilamento (pag.19-24) 1.4.1 Historia 1.4.2 Fabricación Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 5 Capítulo 2 PROGRAMA EXPERMIMENTAL (página 25-31) 2.1 Introducción (pag.25) 2.2 Objetivos (pag.26) 2.2.1 Objetivo General 2.2.2 Objetivos Específicos 2.2.3 Variable a Estudiar en el Desarrollo Experimental 2.3 Programa de Ensayos (pag.26-28) 2.4 Descripción de los Ensayos (pag.28-31) 2.4.1 Compresión 2.4.2 Flexotracción Capítulo 3 METODOLOGÍA EXPERIMENTAL (página 31-50) 3.1 Materiales (pág. 31-40) 3.1.1 Áridos 3.1.2 Cemento 3.1.3 Fibras de Polipropileno 3.1.4 Agua 3.1.5 Aditivo 3.1.6 Humo de sílice 3.2 Dosificación y Confección del Hormigón (pag.40-43) 3.2.1 Dosificación del Hormigón Patrón 3.2.2 Confección del Hormigón 3.2.3 Programación de las Amasadas Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 6 3.3 Tipología de probeta fabricada en el laboratorio (pag.43-48) 3.3.1 Fabricación de probetas prismáticas para ensayos de flexión y compresión 3.3.2 Curado Inicial y Desmolde de las Probetas 3.3.3 Identificación de las Probetas 3.3.4 Curado de las Probetas 3.4 Desarrollo de los Ensayos (pag.48-50) 3.4.1 Ensayo de Compresión 3.4.2 Ensayo de Flexión Capítulo 4 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS (página 51-54) 4.1 Ensayo de Compresión (pag.51-52) 4.2 Ensayo de Flexión (pag.52-54) Capítulo 5 CONCLUSIONES (página 55-60) 5.1 El Hormigón Fresco (pag.55-56) 5.2 El Hormigón Endurecido (pag.56-58) 5.3 Posibles Usos del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno (pag.59) 5.4 Comparación con Otras Fibras de Refuerzo (pag.60) 5.5 Propuesta de investigaciones futuras (pag.60) Anexo 1. Tablas y gráficas complementarias (página 61-67) Anexo 2. Fichas técnicas de los materiales empleados (página 68-80) Bibliografía (página 81-82) Agradecimientos (página 82) Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 7 INTRODUCCIÓN Los materiales aglomerantes, en la forma de hormigones o morteros, son atractivos para su uso como materiales de construcción, dado su bajo costo, su durabilidad y su adecuada resistencia a la compresión para un uso estructural. Adicionalmente, en el estado fresco ellos son fácilmente moldeables a las formas más complejas que sean requeridas. Su defecto radica en sus características de baja resistencia a la tracción y a los impactos, y a su susceptibilidad a los cambios de humedad. Un reforzamiento mediante fibras puede ofrecer un conveniente, práctico y económico método para superar estas deficiencias. La adición de fibras como refuerzo de hormigones, morteros y pasta de cemento pueden incrementar muchas de las propiedades de éstos, destacando entre ellas, la resistencia a la flexión, tenacidad, fatiga, impacto, permeabilidad y resistencia a la abrasión. En el caso concreto de las fibras de polipropileno se usan mayormente como refuerzo de morteros, controlando la fisuración por retracción, para elementos prefabricados (mejoran la resistencia al impacto y al fraccionamiento de las piezas terminadas) y para Hormigones proyectados, en los que se producen menores pérdidas por rebote y se consiguen mayores espesores sin descuelgues de material. En el presente trabajo se estudiará la influencia del porcentaje de fibra de polipropileno en las propiedades mecánicas del hormigón. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 8 Capítulo 1 ANTECEDENTES TEÓRICOS 1.1 Materiales Compuestos 1.1.1 Introducción Existen materiales compuestos naturales, como por ejemplo, la madera, que consiste en fibras de celulosa flexibles embebidas en un material rígido llamado lignina. El hueso es un material compuesto formado por colágeno, una proteína resistente pero blanda, y por apatito, un mineral frágil. En el presente contexto, un material compuesto es un material multifase obtenido artificialmente, en oposición a los que se encuentran en la naturaleza. Además, las fases constituyentes deben ser químicamente distintas y separadas por una interfaz. La mayoría de los materiales compuestos se han creado para mejorar la combinación de propiedades mecánicas tales como rigidez, tenacidad y resistencia a la tracción a temperatura ambiente y a elevadas temperaturas. La mayor parte de los materiales compuestos están formados por dos fases; una, llamada matriz, es continua y rodea a la otra fase, denominada fase dispersa. Las propiedades de los compuestos son función de las propiedades de las fases constituyentes, de sus proporciones relativas y de la geometría de las fases dispersas. Un esquema simple para clasificar los materiales compuestos consta de tres divisiones (Imagen 1.1): - Compuestos reforzados con partículas - Compuestos reforzados con fibras - Compuestos estructurales Se debe mencionar que la fase dispersa de los materiales compuestos reforzados con fibras tiene una relación longitud-diámetro muy alta. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 9 Imagen 1.1. Clasificación de los Materiales Compuestos (Calister, 1996). 1.1.2 Materiales Compuestos Reforzados con Partículas Los materiales compuestos reforzados con partículas se subdividen en reforzados con partículas grandes y consolidadas por dispersión (Imagen 1.2). Esta distinción se fundamenta en el mecanismo de consolidación o de reforzamiento. El término" grande" se utiliza para indicar que las interacciones matriz-partícula no se pueden describir a nivel atómico o molecular, sino mediante la mecánica continua. En la mayoría de los materiales compuestos la fase dispersa es más dura y resistente que la matriz y las partículas de refuerzo tienden a restringir el movimiento de la matriz en las proximidades de cada partícula. En esencia, la matriz transfiere parte del esfuerzo aplicado a las partículas, las cuales soportan una parte de la carga. El grado de reforzamiento o de mejora del comportamiento mecánico depende de la fuerza de cohesión en la interfaz matriz-partícula. Un material compuesto con partículas grandes es el hormigón, formado por cemento (matriz) y arena o grava (partículas). El refuerzo es más efectivo cuanto más pequeñas sean las partículas y cuanto mejor distribuidas estén en la matriz. Además, la fracción de volumen de las dos fases influye en el comportamiento; las propiedades mecánicas aumentan al incrementarse el contenido de partículas. Se formulan dos expresiones matemáticas para relacionar el módulo elástico con la fracción de volumen de las fases constituyentes de un material Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 16 1.2.4 Fase Matriz La fase matriz de un material compuesto con fibras ejerce varias funciones. En primer lugar, une las fibras y actúa como un medio que distribuye y transmite a las fibras los esfuerzos externos aplicados; sólo una pequeña fracción del esfuerzo aplicado es resistido por la matriz. Además, la matriz debe ser dúctil y, por otra parte, el módulo elástico de la fibra debe ser mucho mayor que el de la matriz. En segundo lugar, la matriz protege las fibras del deterioro superficial que puede resultar de la abrasión mecánica o de reacciones químicas con el medio ambiente. Estas interacciones introducen defectos superficiales capaces de originar grietas, que podrían producir fallos con esfuerzos de tracción relativamente bajos. Finalmente, la matriz separa las fibras y, en virtud de su relativa blandura y plasticidad, impide la propagación de grietas de una fibra a otra, que originaría fallos catastróficos; en otras palabras, la matriz actúa como una barrera que evita la propagación de grietas. Aunque algunas fibras individuales se rompan, la rotura total del material compuesto no ocurrirá hasta que se hayan roto gran número de fibras adyacentes, que forman un agregado de tamaño crítico. Es esencial que la adherencia de la unión entre fibra y matriz sea elevada para minimizar el arrancado de fibras. En efecto, la resistencia de la unión tiene gran importancia en el momento de seleccionar la combinación matriz-fibra. La resistencia a la tracción final del compuesto depende, en gran parte, de la magnitud de esta unión; una unión adecuada es esencial para optimizar la transmisión de esfuerzos desde la matriz a las fibras. 1.3 Fibra de Polipropileno La fibra de polipropileno es un material compuesto consistente en fibras continuas o discontinuas de polipropileno embebidas en una matriz plástica, este compuesto se produce en gran cantidad. El polipropileno se utiliza como material de refuerzo debido a las siguientes razones: • Muy buena relación coste/beneficio • Versatilidad: compatible con la mayoría de las técnicas de procesamiento existentes y usado en diferentes aplicaciones Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 17 • Es el material plástico de menor peso especifico (0,9 g/cm3), lo que implica que se requiere de una menor cantidad para la obtención de un producto terminado • Propiedades mecánicas: el polipropileno logra alcanzar buen balance rigidez/impacto. • Propiedades químicas: presenta excelente resistencia química a solventes comunes • Buena estabilidad dimensional a altas temperaturas (150°C) • Barrera al vapor de agua: evita el traspaso de humedad 1.3.1 Tipos de Fibra de Polipropileno Fibra de polipropileno monofilamento. Estas fueron diseñadas para sustituir especialmente la maya electro soldada, varillas y fibras de acero. Además de ser anticorrosivas, antimagnéticas y 100 % a prueba de álcalis. Debido a su alto desempeño permite reducciones significativas en el encogimiento plástico, así como mejores en la resistencia de flexión, compresión e impacto. También proporciona una fácil dispersión, facilidad de uso, un fácil bombeo, buen encaje y un buen terminado. Facilitan el manejo y colocación a diferencia de las fibras de acero, mallas electrosoldadas o armadas con varilla. Las fibras de monofilamento son resistentes y por su forma tiene una gran adherencia al hormigón, trasmitiendo los esfuerzos, además que se elimina la preocupación relativa a la correcta colocación del refuerzo y a comparación de las fibras de acero no se corroen, son antimagnéticas y 100% a prueba de álcalis Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 18 * Imágenes 5 y 6. Dos clases distintas de fibras de polipropileno monofilamento Fibra de polipropileno multifilamento. Las fibras de polipropileno multifilamento son especialmente tratadas, diseñadas y producidas para su uso en hormigones y morteros. Se presentan en forma de mechas compuestas de polipropileno multifilamento con un agente de superficie. Se distribuyen aleatoriamente dentro de la masa de hormigón o mortero formando una red tridimensional muy uniforme. La adición de este producto reduce la fisuración por retracción superficial en morteros y sustituye a la armadura destinada a absorber las tensiones que se producen durante el fraguado y endurecimiento del hormigón, aportando las siguientes ventajas: Reducción de la fisuración por retracción e impidiendo su propagación, aumento importante del índice de tenacidad del hormigón, mejora la resistencia al impacto, reduciendo la fragilidad. * Imagen 7. Fibra de polipropileno multifilamento Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 19 Otros Fibra del acoplamiento del polipropileno Fibra curvada del marco del polipropileno Fibra torcida del polipropileno del paquete 1.4 La Fibra de Polipropileno Multifilamento 1.4.1 Historia El precursor en el agregado de fibras para reforzar el hormigón fue el cuerpo de ingenieros del ejército americano, durante la década de los setenta del siglo pasado. Trabajaron intensamente para encontrar aditivos que mejoraran la resistencia del hormigón a las más altas tensiones y a la potencia de los explosivos, para la construcción de pistas de aviación, silos para misiles, etc. Entre otras, desarrollaron toda una tecnología con el agregado de fibras de los más diversos materiales, acero, sintéticos, polímeros y hasta fibras vegetales. Ya en la década del ochenta, el asunto fue tomado por la industria civil, continuando su desarrollo por sus propios medios y con la colaboración de universidades. El tema del agregado de fibras al hormigón, ha sido exhaustivamente estudiado y el ACI-American Concrete Institute, el ASTM, el US Army Corps of Egineering, la British Standards Institution entre otros, han publicado numerosas normas y métodos de experimentación a este respecto. En la introducción a la norma ACI 544.2R-89 (febrero 1999) - Measurement of Properties of Fiber Reinforced, Concrete se expresa textualmente: “El uso del hormigón reforzado con fibras (FRC-Fiber Reinforced Concrete) ha pasado de las pequeñas escalas de aplicación experimental a los trabajos de rutina y aplicaciones de campo, que involucran su utilización en muchos cientos de miles de yardas cúbicas (1yarda cúbica = 0,7645 metros cúbicos) por año en todo el mundo.” De las distintas fibras mencionadas, unas de las que mejor satisfacen técnicamente y además la ecuación calidad versus coste, son las de polipropileno. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 20 Durante muchos años, la tendencia del hormigón a agrietarse ha sido aceptada como un hecho natural. Hay solamente una razón por la que las grietas ocurren en el hormigón, existen tensiones que exceden la resistencia del hormigón en un momento específico. Las tensiones derivadas de las fuerzas externas pueden ser compensadas proveyendo resistencias estructurales mayores en las estructuras de hormigón, en los pavimentos y las losas. Sin embargo históricamente ha sido un problema controlar las tensiones intrínsecas, ocasionadas por el encogimiento dentro del propio hormigón, debido a su variedad y ocurrencia impredecible. El tipo más común de grietas intrínsecas aparece en el estado plástico y este es ocasionado por la retracción al ocurrir el secado. Estas grietas se forman dentro de las primeras seis horas posteriores a la colocación del hormigón. Por lo general, las grietas debido a la retracción plástica cruzan toda la losa y forman planos débiles que reducen permanentemente la integridad de la estructura antes de que el hormigón tenga la oportunidad de obtener resistencia al diseño. En muchas ocasiones, las grietas por retracción plástica no se observan sino hasta que transcurra un tiempo. Con frecuencia, estas son selladas en la superficie al llevar a cabo la operación de terminado o simplemente, no son lo suficientemente anchas para ser observadas sino hasta que el hormigón se encoge más o una carga hace que estos planos débiles aumenten hasta convertirse en grietas visibles. El hormigón fresco simplemente comienza a hidratarse y perder agua a través de sistemas capilares que ocasiona la migración de humedad a la superficie exterior. A medida que el agua se evapora van quedando espacios vacíos y la masa del hormigón comienza a retraerse. Una rápida evaporación podría ocasionar esfuerzos de retracción que llegan a exceder la resistencia a la tensión del hormigón fresco. En este punto, las micro-grietas que se forman producen un debilitamiento a través de toda la masa de hormigón. A medida que la matriz continúa retrayéndose las micro-grietas se propagan y se tornan cada vez más grandes y visibles. Las grietas de cualquier dimensión, no solo reducen la calidad y durabilidad del hormigón sino también lo hacen estéticamente inaceptable. Históricamente las mallas soldadas han sido utilizadas como refuerzo secundario para controlar agrietamiento por retracción. Sin embargo, en la práctica, la colocación o suspensión de la malla en el lugar indicado es raramente lograda. Aunque se logre colocar correctamente, las mallas solamente mantienen el hormigón unido después de Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 21 que este se ha agrietado. El refuerzo secundario de un solo plano no hace nada en absoluto para retardar o inhibir las micro-grietas que ocurren en el proceso normal de curado del hormigón, tampoco afecta la etapa de evaporación. Durante el proceso de curado de un concreto con fibra la presencia de la fibra soporta a la mezcla homogénea y funciona como millones de puentes que distribuyen uniformemente los esfuerzos internos de retracción que tratan de separar la matriz. Estas mismas fibras interceptan la propagación de las micro-grietas y paralizan su crecimiento. Las fibras interrumpen la acción capilar de la humedad y permiten un curado más lento. Al mezclarse la fibra a una matriz de hormigón, la curva carga-deformación presenta un incremento en la capacidad de carga, así mismo se mejora el post-agrietamiento permitiendo sostener cargas hasta valores altos de deformación, dando como resultado, mayor ductilidad en el elemento. En un hormigón sin fibras inicialmente la curva es lineal, luego se presenta en un brusco descenso en la capacidad de carga, fallando súbitamente el material. El incremento de resistencia a la fatiga (que tiene directa relación con la durabilidad), resistencia al impacto y reducción de la permeabilidad, contribuyen a una mayor duración del hormigón beneficiando a largo plazo los costos asociados por mantenimiento. La distribución tridimensional de las mini-redes, conlleva directamente a la reducción en el agrietamiento del hormigón y consecuentemente a una modificación en su comportamiento; en efecto, en la fase de retracción plástica se produce un gran número de micro-grietas. Cuando se somete el hormigón a un esfuerzo, las micro grietas van evolucionando haciéndose mayores y enlazándose unas con otras. Al continuar ejerciéndose la carga, algunas de estas grietas comienzan a hacerse inestables y a fallar traspasando el concreto de un lado a otro, las fibras definitivamente interrumpen y estabilizan las micro grietas. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 22 1.4.2. Fabricación Partiendo de la materia prima, que es el petróleo, obtendremos el propileno del que obtendremos el material para la fabricación de nuestras fibras de polipropileno. • Obtención del Polipropileno. Aunque los procesos comerciales de obtención del polipropileno son variados, se les puede clasificar, dependiendo del medio de reacción y de la temperatura de operación, en tres tipos: 1. En masa. El reactor contiene sólo propileno líquido, catalizador y el PP producto. El ejemplo más extendido de este tipo de procesos es el Spherizone. 2. En suspensión. Además de propileno y catalizador, en estos reactores se añade un diluyente inerte. Este tipo de procesos fue el utilizado en primer lugar por Montecatini y el más empleado hasta los años 1980 pero hoy en día (2007) ya no se construyen plantas basadas en él por ser más complejo que las alternativas (en masa y en fase gas). Sin embargo, las plantas construidas hasta los años 1980 siguen funcionando y produciendo sobre todo PP choque. 3. En fase gas. En este caso el propileno se inyecta en fase gas para mantener al catalizador en suspensión, formando un lecho fluido. A medida que el PP se va formando sobre las partículas de catalizador, éstas modifican su densidad, lo cual hace que abandonen el lecho al terminar su función. En la actualidad muchas de las nuevas unidades de producción incorporan procesos híbridos, en los que se combina un reactor que opera en suspensión con otro que opera en fase gas. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 23 • Extrusión del Polipropileno. Mediante la extrusión pueden ser obtenidos un sinnúmero de artículos continuos, entre los que se incluyen tubos, chapas, fibras, etc. Las chapas de polipropileno son hechas mediante el pasaje del material fundido a través de una matriz plana, y posteriormente enfriado en cilindros paralelos. Las fibras son producidas por el corte y posterior estiramiento de una chapa, que luego son utilizadas en telares para la producción de tejidos, bolsas, etc. Para otro tipo de elaboración de las fibras (Imagen 1.8), el material fundido es plastificado en una extrusora y forzado a través de minúsculos orificios, formando las fibras. De modo semejante son producidos los tejidos de polipropileno. * Imagen 1.8. Esquema orientativo de la extrusión del polipropileno • Secado. Los productos procedentes de la extrusión se pasan por diferentes dispositivos de secado con objeto de eliminar el exceso de agua en el que había disuelto durante el proceso, para consolidar sus propiedades frente a las aplicaciones a las que será sometido. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 24 • Transformación final: En la transformación final se realizarán las operaciones necesarias para conferir al hilo el formato adecuado para la correcta utilización por parte de los fabricantes de la fibra. Esquema resumen del proceso de fabricación de las Fibras de Polipropileno PETRÓLEO materia prima PROPILENO POLIPROPILENO LÁMINAS HILOS FIBRA DE POLIPROPILENO Termólisis Polimerización Reactor Extrusión Cortado Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 25 Capítulo 2 PROGRAMA EXPERIMENTAL 2.1 Introducción En la actualidad, para el refuerzo de fibras de los hormigones, se utilizan fibras metálicas, plásticas y en algunos casos vegetales. Las fibras de polipropileno se usan mayormente como refuerzo de morteros, controlando la fisuración por retracción, para elementos prefabricados (mejoran la resistencia al impacto y al fraccionamiento de las piezas terminadas) y para Hormigones proyectados, en los que se producen menores pérdidas por rebote y se consiguen mayores espesores sin descuelgues de material. En esta memoria se estudia el comportamiento mecánico de los hormigones reforzados con fibra de polipropileno multifilamento, caracterizando su resistencia a la compresión y a la flexotracción como función del porcentaje de fibra de polipropileno multifilamento adicionado. Además se han observado los cambios en la trabajabilidad en el hormigón dada la incorporación de la fibra de polipropileno multifilamento. Utilizando un árido de tamaño máximo de 0.9 mm se establece un plan de ensayos a realizar en el laboratorio de materiales de construcción de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Edificación de la Universidad Politécnica de Valencia. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 32 Capítulo 3 METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 3.1 Materiales 3.1.1 Áridos El árido empleado es de tamaño máximo 0.9 mm, cuya procedencia es la planta de áridos SIKA S.A.U. en Alcobendas, Madrid. Hemos elegido éste tipo de agua debido a que para el uso de fibras de polipropileno multifilamento es preceptivo un árido de la mayor finura posible, para que el hormigón se encuentre suficientemente hidratado, ya que éste tipo de fibras tiene una absorción de agua nula. Las propiedades del árido se muestran en la Tabla 3.1. Denominación Usos Granulometría Densidad aparente Presentació n Sikadur - 502 * Elaboración de capas de lisaje y de fondo, utilizando sikafloor 161 E como ligante * Espolvoreo de las capas de lisaje y de fondo 0.4 - 0.9 mm ≈1.69 kg/l Sacos 18 kg * Tabla 3.1 Propiedades del árido utilizado en la investigación. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 33 * Imágenes 3.1, 3.2, 3.3. Arriba izquierda portada saco 18 kg árido Sikadur-502, arriba derecha reverso saco y abajo apreciación de la finura del árido seleccionado Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 34 3.1.2 Cemento Se han utilizado dos tipos de cemento para hormigón de distintas prestaciones y calidad para la realización de los ensayos; En primer lugar hemos elegido un CEM II/B-V 42,5 R, un cemento especial para hormigón de LAFARGE, proveniente de la delegación de Levante, Sagunto (Valencia). Cabe destacar que este cemento cumple con las especificaciones recogidas en las UNE EN 197-1:2000 y RC-08. Las propiedades del cemento se muestran en la Tabla 3.2. En segundo lugar hemos elegido un CEM I/52.5 R, un cemento de alta resistencia de CEMENTOS LA UNION, proveniente de la delegación Ribarroja del Túria (Valencia). Cabe destacar que el cemento tiene certificación conformidad cementos especiales AIDICO y también cumple con las especificaciones recogidas en las UNE EN 1971:2000 y RC-08. CEM II/B-V 42,5 R CEM I/52.5 R Composición en masa Clinker 65-79% 98% Cenizas volantes 21-35% 2% Componentes minoritarios 0-5% 0% Exigencias químicas sulfato ≤ 4% cloruros ≤ 0,10% Cromo ≤ 2 ppm Exigencias mecánicas R. compresión a 2 días ≥20 MPa R. compresión a 28 días ≥42.5 MPa ≤ 62.5 MPa Exigencias Físicas Inicio de fraguado ≥ 60 minutos Expansión ≤ 10 mm * Tabla 3.2.Propiedades de los cementos utilizados durante la investigación Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 35 * Imagen 3.4 Cemento CEM II/B-V 42,5 R LAFARGE * Imagen 3.5 Cemento CEM I/52.5 R CEMENTOS LAUNON Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 36 3.1.3 Fibras de Polipropileno La fibra de polipropileno utilizada, Es una fibra multifilamento de polipropileno diseñada para ser mezclada con hormigones y morteros con el fin de aumentar su durabilidad y evitar la fisuración. Su nombre comercial es Sikafiber M-12, y es fabricado por el grupo Sika. El diámetro del filamento corresponde a 31 micras y su longitud a 12 mm. En la siguiente tabla se recogen las principales propiedades de la fibra. Propiedad Valor Composición química Fibras de polipropileno Densidad 0.91 kg/l Absorción de agua nula Alargamiento a rotura 80-140% Resistencia química Resistente a los rayos ultravioletas. Inerte a los álcalis del cemento, ácidos en general, agua de mar, residuos alimentarios y ganaderos, aceites vegetales. Imputrescible, resistente a hongos y bacterias. Longitud 12 mm Tenacidad 280-310 N/mm2 Punto de fusión 163-170 ºC Diámetro de las fibras 31 micras Numero de fibras por kilo 102 millones * Tabla 3.3 Popiedades de Sikafiber M-12 Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 37 * Imagen 3.6 Bolsa soluble Sikafiber M-12 * Imagen 3.7 Fibra de PP multilamento Sikafiber M-12 3.1.4 Agua Para la confección de los hormigones se utiliza agua potable tomada directamente desde la red de suministro de la ciudad de Valencia. Esta agua cumple con la La Ley 4/2005 de Salud Pública de la Comunitat Valenciana, del Agua de Consumo Humano de la Comunitat Valenciana, referida a los requisitos del agua potable. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 38 3.1.5 Aditivo Al adicionar fibra de polipropileno, disminuye la trabajabilidad del hormigón. Por este motivo se utiliza un aditivo superplastificante de alto rendimiento. El aditivo usado es Sika ViscoCrete-20, fabricado por SIKA S.A. La dosificación utilizada es la recomendada por el fabricante, que equivale al 6% en peso de cemento. * Imagen 3.8. Aditivo Sika Viscocrete 20HE Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 39 3.1.6 Humo de Sílice El microsílice (o humo de sílice) suele definirse como una “súper puzolana” por las propiedades que proporciona al cemento. El microsílice, debido a su extrema finura además de su contenido de sílice, tiene un importante papel en las reacciones internas de la pasta de hormigón. Al ser tan pequeñas las partículas, estas actúan llenando los espacios vacíos en la pasta haciendo que el hormigón tenga mayores propiedades adherentes, creando mayor compacidad a la vez que brinda más fluidez a la mezcla. Además ayuda a reducir la exudación de agua en la superficie y proporciona reducciones significativas en la permeabilidad del hormigón y, al ser menos permeable, incrementa también la durabilidad del mismo. En cuanto a la resistencia del hormigón, se han determinado aumentos significativos desde 20 a 50%, obteniendo mayores beneficios con el uso de súper plastificantes. Al hacer uso de éstos los contenidos normales de microsílice varían entre el 5% y el 15% del peso del cemento. (20% en nuestro caso) Otra de las propiedades que brinda el uso de microsílice como adición es el incremento de la resistencia al ataque de sulfatos y cloruros, reduce casi hasta eliminar una probable reacción álcali sílice. Todo esto se traduce en mayor durabilidad en los elementos en los cuales se emplee esta adición y que estén sometidos a climas extremos tales como hielo-deshielo, etc. 3.1.7 Silicato de Alúmina Al2O3 Vemos necesario garantizarle cierta resistencia al fuego al hormigón que vamos a ensayar, por lo tanto utilizaremos materiales que son difíciles de fundir a altas temperaturas. En general se utilizan óxidos de metales. En nuestro caso utilizaremos Al2O3 (alúmina): cuyo punto de fusión es de 2050 °C, en una proporción del 40 % en peso de cemento. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 40 * Imagen 3.9. Presentación de los materiales 3.2 Dosificación y Confección del Mortero (Ver Anexo I) 3.2.1 Dosificación del Mortero Patrón [1] Material Peso (g/litro) Cemento 1000 Humo de Sílice 200 Árido Sikadur-502 600 Silicato de Alúmina 400 Aditivo Sika ViscoCrete-20 HE 60 Agua de amasado 260 Peso total 2520 Relación A/C 0.26 * Tabla 3.3 Dosificación del mortero [1] Silicato de Alúmina Humo de Sílice Árido Sikadur - 502 Cemento Aditivo Sika VC - 20HE Agua Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 41 3.2.2 Confección del Mortero Se ha seguido el mismo procedimiento para la confección de las distintas amasadas, tan sólo variando la cantidad de fibras adicionadas al hormigón. El procedimiento detallado de la confección de los hormigones se describe a continuación: a) Pesaje de cada uno de los compuestos separadamente en báscula electrónica. b) Preparar la amasadora mecánica, limpieza de la cuba y revisión de la hélice. c) Cargar la cuba de la amasadora con el cemento y la mitad aproximada del agua de amasado. d) Activar la amasadora durante un ciclo de 50 segundos e) Verter el aditivo al agua restante, homogeneízan la mezcla y añadir a la cuba de amasado. f) Activar la amasadora durante 2 ciclos de 50 segundos g) Añadir a la mezcla el humo de sílice f) Activar la amasadora durante 3 ciclos de 50 segundos h) Añadir el Silicato de Alúmina a la cuba junto al aditivo que haya escurrido de las paredes del vaso que lo contenía. i) Activar la amasadora durante un ciclo de 50 segundos j) En su caso, añadir las fibras de polipropileno a la cuba de la amasadora (asegurándose de que la fibra se reparta de una manera homogénea en la mezcla). k) Activar la amasadora durante un ciclo de 50 segundos (En el caso de haber añadido fibra). l) Poner el árido en la cuba junto al resto de los componentes. m) Activar la amasadora durante 2 ciclos de 50 segundos Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 48 *Imagen 3.14. Horno *Imagen 3.15. Balde lleno de agua donde se sumergen las probetas para meterlas al horno Una vez extraídas las probetas del horno, se colocaron de nuevo en la cámara húmeda a la misma temperatura y humedad de la anterior vez, durante el periodo de tiempo de un día. Una vez extraídas las probetas ya están listas para ser ensayadas. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 49 3.4 Desarrollo de los Ensayos 3.4.1 Ensayo de Flexotracción El ensayo de flexotracción se ejecuta para las dimensiones de esta probeta aplicando una carga puntual constante, aplicada en el tercio central de la luz de ensayo a una velocidad de carga de 0,2 KN/s. Se ha escogido una luz de ensayo de 11 cm, de esta manera se respeta la distancia mínima de 2,5 cm que suele quedar entre las líneas de apoyo y los extremos de la probeta. Obtendremos 3 resultados para cada amasada, que nos lo facilitará la instalación de un palpador en la máquina de rotura. *Imagen 3.16. Maquinaria utilizada para la realización de ensayos a flexotracción Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 50 3.4.2 Ensayo de Compresión El ensayo se desarrolla una vez realizado el ensayo de flexotracción, ensayaremos a compresión uno de los dos fragmentos resultantes del ensayo. Se obtendrán tres resultados por cada amasada. Una vista de este ensayo puede apreciarse a continuación en la foto. *Imagen 3.17. Maquinaria utilizada para la realización de ensayos a compresión. *Imagen 3.18. Parte resultante del ensayo de flexotracción, objeto de ensayo a compresión. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 51 Capítulo 4 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 4.1 Ensayo de Flexotracción Al realizar el ensayo de compresión se obtienen los valores que se indican en la tabla 4.1 (Ver Anexo I) Promedio de Resistencia a Flexotracción (MPa) Variación respecto de la amasada patrón Indicador de Fibras % Fibras CEM I/52.5 R CEM II/B - V 42,5 R CEM I/52.5 R CEM II/B - V 42,5 R M000 0% 19.77 12.85 - - M005 5% 10 11.67 - 49.41% -9.18% M010 10% 15.88 10.55 -19.67% -17.89% M015 15% 15.58 - -21.19% - M020 20% - 13.13 - 2.18% * Tabla 4.1. Resultado del Ensayo a Flexotracción Para las amasadas realizadas con CEM II/B-V 42,5 R, los resultados obtenidos indican que a medida que agregamos fibra la capacidad resistente de las probetas se ve mermada, únicamente cuando la proporción de fibras es del 20% en peso de cemento comenzamos a notar una leve mejora, pero dicho aumento es muy pequeño. Mientras para las probetas realizadas con CEM I/52.5 R, los resultados obtenidos muestran que la resistencia cae en picado con la adición de estas fibras multifilamento, a partir de la proporción del 10% en peso de cemento observamos una recuperación de la resistencia, todavía por debajo del amasado patrón. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 52 * Gráfico 4.1. Resultado del Ensayo a Flexotracción En el gráfico se puede apreciar que si bien hay un efecto en el aumento de la resistencia a la flexotracción a medida que se adiciona mayor porcentaje de fibra de polipropileno, porcentualmente esta variación es considerable, disminuyendo la entre el 50% y el 20% de su resistencia para las amasadas con cemento CEM I/52.5 R y variando el incremento de resistencia entre el - 18% y el 2% para las amasadas con cemento CEM II/B-V 42,5 R. * Gráfico 4.3. Variación (%) de la resistencia a Flexotracción por influencia de la fibra agregada 0 5 10 15 20 25 CEM I/52.5 R CEM II/B - V 42,5 R M000 M005 M010 M015 M020 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 M000 M005 M010 M015 M020 CEM I/52.5 R CEM II/B - V 42,5 R Fc flex. MPa Variación respecto al patrón (%) Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 53 4.2 Ensayo de Compresión Al realizar el ensayo de compresión se obtienen los valores que se indican en la tabla Promedio de Resistencia a Compresión (MPa) Variación respecto de la amasada patrón Indicador de Fibras % Fibras CEM I/52.5 R CEM II/B - V 42,5 R CEM I/52.5 R CEM II/B - V 42,5 R M000 0% 112.33 93.76 - - M005 5% 62.41 104 - 44.44 10.92 M010 10% 103 103.10 - 8.30 9.96 M015 15% 108.61 - - 3.28 - M020 20% - 107 - 14.12 * Tabla 4.2. Resultado del Ensayo a compresión Para las amasadas con CEM II/B-V 42,5 R, los resultados obtenidos indican que a medida de que se aumenta la cantidad de fibra adicionada, aumenta la resistencia a compresión, este aumento es muy pequeño, a partir de 5 gramos de fibra prácticamente no se aprecia cambio. Mientras que para las amasadas elaboradas con CEM I/52.5 R, los resultados muestran que con la adición de fibras obtenemos una caída de resistencia inicial y a medida que añadimos cantidades de fibras mayores se produce un aumento en la resistencia, a partir de la adición de 10 gramos de fibra el aumento de la resistencia no es tan considerable. Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 54 * Gráfico 4.4. Gráfico resultado del Ensayo a Compresión En el gráfico se puede apreciar que si bien hay un efecto en el aumento de la resistencia a la compresión a medida que se adiciona mayor porcentaje de fibra de polipropileno, porcentualmente esta variación es considerable, disminuyendo la entre el -45% y el 3% de su resistencia para las amasadas con cemento CEM I/52.5 R y aumentando entre el 10% y el 15% para las amasadas con cemento CEM II/B-V 42,5 R. * Gráfico 4.5. Variación de la resistencia a la compresión por influencia de la fibra agregada 0 20 40 60 80 100 120 CEM I/52.5 R CEM II/B - V 42,5 R M000 M005 M010 M015 M020 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 M000 M005 M010 M015 M020 MPa CEM 52.5-R CEM 42.5-R Variación respecto al patrón (%) Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 55 Capítulo 5 CONCLUSIONES 5.1 El Hormigón en Estado Fresco La incorporación de fibras de polipropileno, tiene una serie de repercusiones sobre las propiedades del hormigón en estado fresco, destacando entre ellas la reducción de la trabajabilidad. A medida que aumenta el porcentaje de fibra de polipropileno adicionado al hormigón la docilidad de la mezcla disminuye. A lo largo de la investigación se han ido adaptando los porcentajes de fibra a adicionar según la trabajabilidad de la masa. Por lo que se ha elaborado la siguiente tabla, que refleja la docilidad del mortero cuando era amasado y según la dificultad que tubo la conformación de las probetas en los moldes. AMASADA % FIBRAS ( en peso cemento) Nivel de Dificultad del amasado Nivel de Dificultad conformación moldes A000 0 0 0 A005 5 1 1 A010 10 1 2 A020 20 2 3 B000 0 0 0 B005 5 1 1 B010 10 2 2 B015 15 3* 3 * Tabla 4.3. Valoración de la trabajabilidad de las amasadas NIVELES: 0 – Dificultad Baja 1 – Dificultad Media 2 – Dificultad Alta 3 – Dificultad Muy Alta. (La puesta en obra de este tipo de dosificación es prácticamente nula) Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 56 * Cabe destacar que se presentaba peor trabajabilidad en las amasadas tipo B, por lo tanto se optó por no realizar ensayos con 20 gramos de fibra adicionada, sino con 15% pese a esto la amasadora mecánica se sobrecalentó y hubo que terminar el amasado manualmente. * Imagen 4.1. Tomada durante el momento del amasado * Imagen 4.2. Corresponde a una amasada de trabajabilidad Nivel 3 (Dificultad Muy Alta) La pérdida de trabajabilidad en el hormigón con fibras está acompañada de un efecto que puede ser beneficioso, ya que se aumenta la cohesión del hormigón. Lo anterior ofrece algunas ventajas constructivas en algunas obras particulares, tales como hormigonado de taludes, vaciado del hormigón desde cierta altura y hormigón proyectado Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 57 5.2 El Hormigón Endurecido En cuanto a las propiedades mecánicas de compresión del hormigón endurecido, se pueden apreciar dos comportamientos distintos, uno para cada tanda de amasadas: Para la primera tanda con CEM II/B-V 42,5 R, se ha podido observar que la resistencia a compresión aumenta a medida que le añadimos fibra de polipropileno, pero a partir de la cantidad del 5% de fibras en peso de cemento, con la que aumenta la resistencia un 10.92 %, el aumento no es relevante. Para la segunda tanda de amasadas con CEM I/52.5 R la resistencia a la compresión experimenta una caída de resistencia cuando le añadimos fibra de polipropileno y va aumentando a medida que la mezcla de hormigón contiene mayor porcentaje de fibra de polipropileno. En el primer caso el aumento es muy pequeño, cuando se produce, teniendo un máximo de variación con respecto al hormigón patrón del orden del 14.12%. Se puede decir, que la adición de fibra de polipropileno no tiene una notable influencia en el aumento de la resistencia a la compresión del hormigón realizado con CEM II/B-V 42,5 R. En el segundo caso se disminuye la resistencia a compresión del hormigón, teniendo un máximo de variación con respecto al hormigón patrón del orden del 44.44%. Se puede decir, que la adición de fibra de polipropileno tiene una importante influencia en la disminución de la resistencia a la compresión del hormigón realizado con CEM I/52.5 R, llegando incluso a disminuir su resistencia a la mitad. En cuanto a las propiedades mecánicas de flexotracción del hormigón endurecido, se pueden apreciar dos comportamientos muy similares para cada tanda de amasadas: Para la primera tanda con CEM II/B-V 42,5 R, se ha podido observar que la resistencia a flexotracción sufre una caída con la adición de fibras y más tarde TANDA 2 CEM 52.5 Molde Amasada Gramos de fibra Fuerza Kn Resistencia Mpa Fuerza Kn Resistencia Mpa M000 1 0 8,24 19,31 186,9 116,83 2 0 8,43 19,76 184,3 115,18 3 0 8,64 20,25 168 104,97 Resultado medio 8,436666667 19,77333333 179,7333333 112,33 M05 1 5 4,54 10,64 88,9 60,1 2 5 4,21 9,87 98,01 64,483 3 5 4,05 9,49 95,2 62,634 Resultado medio 4,27 10,00 94,04 62,41 M010 1 10 7,28 17,06 157,4 98,39 2 10 5,63 13,2 173,6 108,52 3 10 7,42 17,39 163,2 102,01 Resultado medio 6,78 15,88 164,73 102,97 M015 1 15 5,01 11,74 174,7 109,18 2 15 7,77 18,21 175,1 109,45 3 15 7,16 16,78 173,8 108,61 Resultado medio 6,65 15,58 174,53 109,08 Ensayos realizados dia 17 Mayo Resultados ensayo a Flexión Resultado ensayo a Compresion RESULTADO MEDIO MAS ELEVADO PROBETA DE MEJOR RESULTADO Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 65 * Modelo de la variación (%) de la resistencia a Flexotracción por influencia de la fibra agregada En el gráfico podemos se muestra el que sería el comportamiento idílico de un hormigón reforzado con fibras, se puede apreciar que mediante la adición de fibras a una matriz cualquiera se produce un aumento en la resistencia a flexotracción. La tenacidad y la ductilidad del hormigón queda reflejada por el área comprendida entre los ejes “x” e “y” y cada uno de los puntos que conforman la curva de carga desplazamiento, a mayor área mayor tenacidad del hormigón. Área M000> Área M020> Área M005> Área M010 Mayor Área = Mayor Tenacidad * Gráfico comparativo entre las resistencias a Flexotracción de los morteros con distintas cantidades de fibra -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -1012345678 Carga (Kn) Desplazamiento (mm) ENSAYO DE FLEXOTRACCIÓN CEM 42.5 R M000 M005 M010 M020 4 6 8 10 Carga (Kn) Flexotracción CEM I/52.5 R M000 M005 M010 M015 Área M000> Área M015> Área M010> Área M005 Mayor Área = Mayor Tenacidad * Gráfico comparativo entre las resistencias a Flexotracción de los morteros con distintas cantidades de fibra -2 0 2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Desplazamiento (mm) M015 Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 68 Anexo 2. Fichas técnicas de los materiales empleados Construcción 955 Hoja de Datos de Producto Edición 23/09/2005 Identifi cación nº 8.4.11 Versión nº 1 Arenas Sikadur®: Serie 500 Arenas Sikadur®: Serie 500 Denominación Usos Granulometría Densidad Aparente Presentación Sikadur®-501 • Elaboración de morteros autonivelantes, utilizando como ligante el Sikafloor® -261. • Arena de espolvorear para mejorar la adherencia de capas de acabado fino. 0.08 – 0.3 mm ~ 1.5 kg/l Sacos de 20 kg y de 22 kg Sikadur®-502 • Elaboración de capas de lisaje y de fondo, utilizando el Sikafloor® -161 E como ligante. • Espolvoreo de las capas de lisaje y de fondo. 0.4 – 0.9 mm ~ 1.69 kg/l Sacos de 18 kg Sikadur®-506 • Elaboración de morteros gruesos, utilizando como ligante el Sikafloor® -261. • Arena para sistemas antideslizantes de tipo grueso. 0.1 – 2.0 mm ~ 1.6 kg/l Sacos de 28 kg Sikadur®-510 • Arena para sistemas antideslizantes de tipo semigrueso. 0.4 – 1.0 mm ~ 1.5 kg/l Sacos de 26 kg Sikadur®-591 • Elaboración de morteros gruesos, utilizando como ligante el Sikafloor® -261. 0.08 – 0.8 mm ~ 1.5 kg/l Sacos de 27 kg 8.4.11 Arenas Sikadur®: Serie 500 1/2 Construcción 956 Madrid 28108 - Alcobendas P. I. Alcobendas Carretera de Fuencarral, 72 Tels.: 916 57 23 75 Fax: 916 62 19 38 Madrid 28108 - Alcobendas P. I. Alcobendas C/ Aragoneses, 17 Tels.: 916 57 23 75 Fax: 916 62 19 38 O FICINAS CENTRALES Y F ABRICA O FICINAS CENTRALES Y C ENTRO L OGÍSTICO Diseño y producción en instalaciones de Alcobendas (Madrid) Notas Todos los datos técnicos indicados en estas Hojas de Datos de Producto están basados en ensayos de laboratorio. Las medidas reales de estos datos pueden variar debido a circunstancias más allá de nuestro control. Instrucciones de Seguridad e Higiene Para cualquier información referida a cuestiones de seguridad en el uso, manejo, almacenamiento y eliminación de residuos de productos químicos, los usuarios deben consultar la versión más reciente de la Hoja de Seguridad del producto, que contiene datos físicos, ecológicos, toxicológicos y demás cuestiones relacionadas con la seguridad. Notas Legales Esta información y, en particular, las recomendaciones relativas a la aplicación y uso final del producto, están dadas de buena fe, basadas en el conocimiento actual y la experiencia de Sika de los productos cuando son correctamente almacenados, manejados y aplicados, en situaciones normales, dentro de su vida útil. En la práctica, las posibles diferencias en los materiales, soportes y condiciones reales en el lugar de aplicación son tales, que no se puede deducir de la información del presente documento, ni de cualquier otra recomendación escrita, ni de consejo alguno ofrecido, ninguna garantía en términos de comercialización o idoneidad para propósitos particulares, ni obligación alguna fuera de cualquier relación legal que pudiera existir. Los derechos de propiedad de terceras partes deben ser respetados. Todos los pedidos se aceptan de acuerdo a los términos de nuestras vigentes Condiciones Generales de Venta y Suministro. Los usuarios deben de conocer y utilizar la versión última y actualizada de las Hojas de Datos de Productos, copia de las cuales se mandarán a quién las solicite, o también se puede conseguir en la página “www.sika.es”. Arenas Sikadur®: Serie 500 2/2 Principales campos de aplicación. Hormigón en masa y armado en grandes volúmenes. Hormigón para desencofrado y descimbrado rápido. Cimentaciones de hormigón en masa y armado. Aplicaciones no estructurales ejecutadas en obra. Hormigones fabricados con áridos potencialmente reactivos. Prefabricados no estructurales. Aplicaciones hidráulicas en masa, armadas o pretensadas como por ejemplo tubos de hormigón o canalizaciones. Pavimentos de hormigón vibrado. Solado de pavimentos. Suelocemento, gravacemento y hormigón compacto. Estabilización de suelos. Hormigones de limpieza y relleno de zanjas. Morteros de albañilería. Recomendaciones de uso. Hormigones sometidos a insolaciones fuertes. Hormigonado en tiempo caluroso(1). Hormigones armados sometidos a ambientes con riesgo de corrosión de las armaduras por cloruros de origen marino(1). Hormigones expuestos a riesgo de lixiviación por aguas puras, ácidas o con CO2agresivo. (1) En estas circunstancias, es esencial adoptar las medidas adecuadas según la Instrucción del Hormigón Estructural EHE-08. Principales restricciones de empleo. Hormigón para reparaciones rápidas de urgencia. Hormigón pretensado. Hormigones de gran resistencia. Cimentaciones con riesgo de exposición a sulfatos y cloruros de origen no marino. Tubos de hormigón, canales y otras aplicaciones hidráulicas pretensadas. Presas de hormigón vibrado o compactado. Principales precauciones. Almacenar no más de un mes en lugares secos y estancos. Cuidar la dosificación, el amasado y el curado para evitar la desecación. Tomar medidas para evitar las fisuras por retracción, particularmente en grandes superficies de hormigón que contengan dosificaciones importantes de cemento. No mezclar con yeso u otro tipo de cemento. ADVERTENCIA: Se incluyen tan solo las observaciones más importantes. Para conocer la totalidad de las recomendaciones se aconseja consultar las publicaciones de IECA, AENOR, EHE-08 y RC-08. CEM II/B-V 42,5 R GAMA CLÁSICA Cemento especial para hormigón con la calidad Lafarge Oficinas Sede central ESPECIFICACIONES UNE EN 197-1:2000 y RC-08 Composición en masa: Clínker: 65-79% Cenizas volantes: 21-35% Componentes minoritarios: 0-5% Estos valores se refieren al núcleo del cemento con exclusión del sulfato de calcio y de cualquier aditivo. Exigencias químicas: Sulfato ≤4,0% Cloruros ≤0,10% Cromo (VI) soluble en agua ≤2 ppm. Exigencias mecánicas: Resistencia a compresión a 2 días ≥20 MPa. Resistencia a compresión a 28 días ≥42,5 MPa. ≤62,5 MPa. Exigencias físicas: Inicio de fraguado ≥60 minutos. Expansión (Le Chatelier) ≤10 mm. Cromo (VI) soluble en agua certificado por AENOR, que garantiza el cumplimiento de la directiva europea 53/CE/2003. Calle Orense 70, 28020 Madrid Teléfono: (+34) 91 213 60 00 Laboratorio Técnico Comercial: Carretera Madrid-Toledo km. 49,800 45520 Villaluenga de la Sagra (Toledo) Tlf: 925 021 500 Delegación CATALUÑA: Carretera C-17, km 2,930 08110 Montcada i Reixac (Barcelona). tlf: 93 509 50 00, fax: 93 509 50 60 atención al cliente: 93 575 16 64 [email protected] [email protected] Delegación LEVANTE: Isaac Newton s/n, polígono Sepes 46520 Sagunto (Valencia) teléfono: 96 267 15 52 / 96 101 40 00 fax: 96 267 66 66 / 96 268 05 70 atención al cliente: 96 267 89 80 [email protected] [email protected] Delegación CENTRO: Carretera Madrid-Toledo km 49,800 45520 Villaluenga de la Sagra (Toledo), tlf: 925 02 15 00, fax: 925 53 11 36 atención al cliente: 925 55 01 77 [email protected] [email protected] www.lafarge.com Construcción 163 Sikafiber® M-12 Sikafiber® M-12 Fibras de polipropileno multifilamento para el refuerzo de hormigones y morteros Descripción del Producto Es una fibra multifilamento de polipropileno diseñada para ser mezclada con hormigones y morteros con el fin de aumentar su durabilidad y evitar la fisuración. Usos Se utilizan añadiéndose al hormigón o mortero, para mejorar las características siguientes: ■Resistencia a la fisuración. ■Resistencia al impacto. ■Resistencia a flexotracción. ■Resistencia a la abrasión. Su uso está especialmente indicado en: ■Losas de hormigón (soleras, forjados). ■Pavimentos de hormigón. ■Hormigón y Mortero proyectado. ■Morteros. ■Revocos de fachadas. ■Elementos prefabricados. ■Revestimiento de canales. Sustituye a la armadura destinada a absorber las tensiones que se producen durante el fraguado y endurecimiento del hormigón. En cambio no sustituye a las armaduras principales obtenidas mediante cálculo. Características/Ventajas La adición en la masa de hormigón o mortero de estas fibras aporta las ventajas siguientes: ■Perfecta dispersión en la masa del hormigón o mortero. ■Asegura la distribución homogénea y uniforme de las tensiones en la masa de hormigón o mortero, evitando la formación de fisuras y los consiguientes puntos débiles. ■Reduce la fisuración por retracción. ■Aumenta la impermeabilidad. ■Reduce el riesgo de disgregación de la masa. ■Mejora la resistencia a compresión y a tracción. ■Aumenta la resistencia al impacto, reduciendo la fragilidad. Datos del Producto Forma Presentación Bolsas de 600 g. Autodestruibles en la masa de hormigón o mortero. Caja de 20 bolsas 2.15.1 Hoja de Datos de Producto Edición 06/10/2008 Identificación n.° 2.15.1 Versión n.° 1 Sikafiber® M-12 1/3 Comportamiento Mecánico del Hormigón Reforzado con Fibra de Polipropileno Multifilamento 82 1. “Concreto reforzado con fibras” Editado por el Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto. Vol13, febrero 2007. 2. www.petroquim.cl 3. www.monografias.com/trabajos12/hores/hores.shtml Agradecimientos Se agradece la colaboración de las entidades que han hecho posible la realización del presente trabajo de investigación, sin el material que nos han aportado no habría sido posible: 1. Sika Fortea “SIKA ESPAÑA”. 2. CEMENTOS LA UNIÓN delegación Ribarroja del Túria (Valencia). 3. LAFARGE delegación de Levante, Sagunto (Valencia).