PRESENTACIÓN: Al recibir la adición de pequeñas cantidades de fibras, el concreto se enriquece con el incremento de algunas propiedades. Quien opte por este tipo de refuerzo del material debe saber que, si bien los procedimientos de producción y construcción no difieren mucho de lo acostumbrado, hay que tomar ciertos recaudos durante los procesos de mezclado, colocación y acabado para obtener los resultados óptimos.

Al agregar al concreto fibras sintéticas o de acero en pequeños volúmenes, de acuerdo con una dosificación, se obtienen beneficios que no se encuentran en el concreto convencional. Las ventajas de las fibras de acero incluyen una mayor resistencia al impacto y mayor rigidez, así como el aumento de resistencia a la fatiga y al agrietamiento. Las ventajas de las fibras sintéticas comprenden una reducción en la contracción plástica y el agrietamiento por fraguado, y una mayor resistencia al impacto y a la fragmentación. Estos beneficios se obtienen comúnmente utilizando aproximadamente de 6 a 15 kg de fibras de acero o de 0.5 a 1.0 kg de fibras sintéticas por metro cúbico de concreto.

Con estas proporciones en la dosificación, los procedimientos de producción y construcción no difieren grandemente de los usados para el concreto convencional. Sin embargo, se requiere mucho cuidado durante el mezclado, la colocación y el acabado, a fin de evitar el desarrollo de bolas de fibras, la adición de agua al concreto en el lugar y la posibilidad de fibras visibles en la superficie del concreto.

Las fibras vienen en una variedad de materiales, longitudes, diámetros y geometrías. Las formas de las fibras de acero incluyen las redondas, ovaladas, rectangulares y con secciones transversales en forma de media luna. Las fibras sintéticas, hechas generalmente de nylon o polipropileno, pueden ser angulares fibriladas o tener un solo filamento suave y redondo. Si usted no está familiarizado con las fibras de acero, o las sintéticas, consulte al fabricante antes de usarlas. Un representante del fabricante conoce mejor la manera en que las propiedades de las fibras afectarán el concreto que usted planea colocar.

Mezclado

Fibras sintéticas. Las fibras sintéticas se empacan, de manera suelta, en bolsas degradables que pueden agregarse a la mezcla en la planta de dosificación o echarse al camión mezclador en el lugar de la obra. Sin embargo, los fabricantes recomiendan mucho agregar las fibras en una planta de dosificación confiable, al menos por dos razones. Primero, esto proporciona una medida adicional de control. Y segundo, es muy importante que las fibras sintéticas se mezclen por lo menos de tres a cinco minutos, algo que no siempre es posible en el lugar de la obra. La agitación mecánica apropiada asegura la separación de las fibras, eliminando virtualmente la formación de bolas de fibras en el concreto. También distribuye las fibras de una manera completa y uniforme en toda la mezcla.

Fibras de acero. Las fibras de acero vienen empacadas en cajas y bolsas, y se agregan manualmente al concreto en las plantas de premezclado o bien en el lugar de la obra. En las plantas de premezclado, algunos tipos de fibra pueden precargarse en los camiones de concreto antes de agregar los otros materiales de la mezcla. En muchos casos, las fibras se añaden a la corriente de agregados durante los procedimientos normales de dosificación, o se cargan en la cola del camión después que todos los otros componentes del concreto han sido agregados.

Para acelerar los procedimientos de dosificación, es ligeramente más ventajoso agregar las fibras de acero a los camiones antes de la dosificación del concreto o con la corriente de agregados. Si las fibras se cargan en la cola, o se agregan en el lugar de la obra, se requerirán aproximadamente dos minutos para introducir las fibras en el camión, y cuatro minutos de tiempo adicional para el mezclado, a fin de distribuir las fibras en todo el concreto.

Para evitar la formación de bolas de fibras, un fabricante por lo menos utiliza un adhesivo especial para mantener junto cierto número de fibras; durante el mezclado, el pegamento se degrada, dispersando las fibras en todo el concreto. El mezclado de algunas fibras de acero desordenadas puede requerir mucho cuidado para evitar el desarrollo de bolas de fibras en el concreto fresco. No agregue fibras a la mezcladora más rápidamente de lo que ésta pueda jalarlas hacia el tambor mezclador. Puesto que se sabe que estas fibras son susceptibles de formar amasijos si caen unas sobre otras, y se amontonan en la banda transportadora del agregado o en las aspas de la mezcladora, el Comité 544 del ACI (Referencia 1) recomienda tomar las siguientes precauciones:

. Permitir que el ingeniero del proyecto revise y apruebe el equipo y el método utilizado para agregar las fibras a la mezcla.

. Efectuar una prueba a gran escala, al menos ocho días antes de la primera colocación.

. No permitir que las fibras se apilen o se deslicen hacia abajo de las aspas de un tambor parcialmente lleno.

. No usar equipo con las aspas de mezclado desgastadas.

. No sobremezclar, ya que esto puede causar la formación de bolas de fibras mojadas (compuestas tanto de fibras como de la matriz de la pasta de cemento).

La información contenida en la Referencia 1 se utiliza mejor como una referencia general. Asegúrese de consultar a los productores de las fibras para obtener la información más reciente.

Colocación

Tanto el concreto reforzado con fibras sintéticas como el reforzado con fibras de acero se pueden colocar empleando equipo convencional de colocación tal como canaletas de camión, cubos de concreto, bandas transportadoras y bombas. El equipo debe estar limpio y en buenas condiciones para asegurar que el concreto reforzado con fibras fluya fácilmente.

Si se agregan pequeños volúmenes de fibras sintéticas o de acero se reduce el revenimiento, haciendo que el concreto bien proporcionado parezca más rígido y menos trabajable. Usted debe esperar esto y resistirse a la tentación de agregar agua, lo que incrementaría la relación agua-cemento y debilitaría el concreto endurecido.

Aunque el concreto reforzado con fibras parezca más rígido, es relativamente fácil de colocar y consolidar. Si se desea mejor trabajabilidad, ajuste la granulometría del agregado y agregue un reductor de agua de mediano o alto rango a la mezcla en vez de agua. Al igual que con el concreto convencional, utilice palas planas o azadones especiales para concreto, y nunca emplee rastrillos de jardín (con cinco o seis dientes) para moverlo.

Acabado

Aunque las operaciones de acabado del concreto reforzado con fibras son muy similares a las utilizadas para concreto simple, existen algunas diferencias. Emplee los siguientes procedimientos para producir una superficie satisfactoria.

Operaciones de enrase. Una clave para el acabado del concreto reforzado con fibras es usar vibración externa del molde o cimbra con una regla vibratoria, enrasadora eléctrica portátil o enrasadora guiada por láser, para nivelar el concreto. En algunas obras, este paso puede ser esencial. La vibración externa hace que la pasta salga a la superficie y cubra las fibras localizadas en la superficie de la losa, encapsulándolas en el concreto y minimizando así la exposición de las fibras. Si la vibración externa no es práctica para la aplicación, asegúrese de dejar en la superficie una capa de mortero que sea lo suficientemente gruesa para cubrir las fibras.

Enrasado y operaciones de nivelado. Al igual que en el caso del concreto con aire incluido, no utilice llanas u otras herramientas de madera, ya que pueden rasgar la superficie de concreto. Emplee mejor llanas de magnesio, que hacen un trabajo especialmente bueno para establecer una superficie de gran calidad, cerrando cualesquiera áreas abiertas o rotas a causa de la enrasadora. Tenga cuidado de no sobretrabajar la superficie, ya que esto haría aparecer excesivos finos en la misma, que podrían provocar grietas menudas. Si en la superficie hay agua de sangrado o finos excesivos, el material debe quitarse con la enrasadora y descartarse.

Periodo de espera. Los millones de fibras sintéticas en el concreto pueden bloquear o retardar la aparición de agua de sangrado en la superficie. Por lo tanto, asegúrese de que toda el agua de sangrado se haya evaporado antes de pisar sobre el concreto. Puesto que el concreto reforzado con fibras no parece nada diferente del concreto simple, se trata simplemente de esperar un poco más tiempo que el de costumbre. Pero si acabadores inexpertos interpretan erróneamente la falta del agua de sangrado como un signo de que ha ocurrido el fraguado inicial, pueden pisar sobre el concreto demasiado pronto, incrementando la posibilidad de problemas tales como fibras expuestas y delaminación.

Puesto que hay menos fibras de acero (por volumen) en el concreto, la aparición de agua de sangrado no se retrasa. Por lo tanto, el tiempo necesario para el acabado del concreto reforzado con fibras de acero es el mismo que para el concreto simple, y las prácticas de acabado no deben ser afectadas significativamente.

Operaciones finales de nivelado. Para el allanado final, emplee llanas de magnesio o herramientas mecánicas. Mantenga las herramientas manuales en lo plano (no en los bordes), y muévalas con un movimiento de aserrado (movimientos rápidos, cortos hacia adelante y hacia atrás) al pasarlas a través de la superficie. Al aplanado con llana de madera puede seguir un allanado con acero duro si se desea una superficie lisa, pero si usted no mantiene plana la llana, hará que aparezcan fibras de acero en la superficie.

Durante cada pasada del allanado con herramienta eléctrica, es común ver que las fibras de acero saltan de la superficie de concreto debido a las hojas de acabado. Estas fibras deben quitarse de la superficie de la losa antes del siguiente allanado mecánico. Adaptar imanes a las llanas mecánicas ayuda a recoger las fibras y evita que vuelvan a caer en la superficie de la losa. Después de allanar la superficie, espere hasta que pueda hacerse el acabado final sin dañar el concreto –generalmente en el momento del fraguado inicial.

Operaciones finales de acabado. Las fibras sintéticas son compatibles con casi todos los tratamientos y acabados de las superficies de concreto, incluyendo estampado de patrones, agregado expuesto, escobillado y allanado manual o mecánico. Sin embargo, las fibras de acero no son compatibles con acabados de estampado de patrones o agregado expuesto.

El uso de manta de yute para texturizar el concreto no se recomienda por lo regular en el concreto reforzado con acero ni en el reforzado con fibras sintéticas, ya que es muy probable que la manta de yute levante las fibras y rompa la superficie.

Si se desea una superficie texturizada, se puede utilizar una escoba con cerdas duras o un rastrillo texturizador (con aproximadamente 60 puntas), a condición de que se pase en una sola dirección. Si el rastrillo o la escoba se impulsan hacia atrás y hacia adelante, pueden desacomodar las fibras. Para evitar que las fibras sean removidas, un fabricante de fibras de acero recomienda mantener el rastrillo o la escoba en un ángulo muy pequeño en relación con la superficie del concreto; las cerdas o puntas deben estar en un ángulo de menos de 30 grados.

Corte con sierra. Se pueden emplear todas las formas de equipo de corte con sierra en el concreto reforzado con fibras. El concreto con un pequeño volumen de fibras de refuerzo se puede cortar con sierra de manera similar que el concreto no reforzado: se debe cortar una sección y evaluar las astilladuras de la superficie y el desmoronamiento de los bordes. Si el corte con sierra causa desmoronamientos en los bordes, espere de 30 a 60 minutos y luego intente de nuevo.

Fibras expuestas. Si hay fibras expuestas en la superficie de la losa, las fibras sintéticas relativamente suaves desaparecen por lo regular rápidamente bajo un tránsito ligero. Las fibras de acero al carbono salientes corroen la superficie. Bajo un tránsito ligero, las fibras corroídas se pueden quitar con cepillo, pero dejarán pequeñas manchas de herrumbre en la superficie de la losa. En áreas de tránsito intenso, esto generalmente no es motivo de preocupación. Si causa problemas, utilice un endurecedor metálico o mineral ahogado para asegurarse de que las fibras de acero no sean visibles. Las fibras de acero que quedan expuestas en el concreto endurecido pueden cortarse con unas tenazas acodadas o con cortadoras de alambre.

Referencias

1. ACI Committee 544, Guide for Specifying, Proportioning, Mixing, Placing, and Finishing Steel Fiber Reinforced Concrete, ACI 544.3R-93, American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., 1993.

2. Standard Specification for Fiber-Reinforced Concrete and Shotcrete, ASTM C 1116-91, ASTM, West Conshohocken, Pa., 1991.

3. A. Balogh. "Synthetic Fibers", Concrete Construction, julio de 1992, pp. 525-530.

Este artículo fue publicado en Concrete Construction en julio de 1996 y se publica con la autorización de The Aberdeen Group.