Fibra para concreto: guía de tipos y usos

Desde 1960 se comenzaron a usar comercialmente la fibra metálica y sintética para la fabricación de concreto, pero fue hasta 1971 que se empezaron a hacer estudios en Estados Unidos sobre las aplicaciones de estos materiales y sus usos más novedosos en la construcción (1).

Como sabes, en toda construcción es fundamental cuidar el proceso de principio a fin para obtener los resultados estéticos y funcionales requeridos. 

Por ello, no sólo es importante utilizar materiales de gran calidad y una asesoría profesional que acompañe este proceso, sino también contar con los complementos de construcción que te permitan marcar una diferencia en el resultado, según se trate de cemento o concreto.

Por eso, uno de los productos más vigentes son las fibras para concreto, ya que éstas resuelven, empleadas correctamente, una de las grandes problemáticas prácticas en el sector: la prevención de fisuras, ya sea superficiales o de impacto estructural (2).

En este tipo de casos se recomienda, para evitar este escenario, curar adecuadamente el concreto, calcular la cantidad de acero de refuerzo, y usar aditivos o fibras para la construcción (2). Sin duda, estas últimas optimizan y fortalecen tu obra. Si quieres saber más detalle sobre el tema, contáctanos.

La fibra para concreto es un refuerzo fundamental para la construcción.

¿Para qué se usan las fibras en la construcción?

Las fibras permiten reforzar y mejorar el desempeño del concreto. Antes de éstas, se utilizaban materiales que cumplían con la función de evitar la fisuración y mejorar la resistencia, como el pasto, fique, junco y hasta el pelo animal (3).

Con el desarrollo tecnológico se ha podido avanzar en el diseño de materiales específicos para dar cumplimiento a esta función. Por ejemplo, las fibras de acero son las más comunes en este tipo de escenario, pero también existen las hechas de polipropileno, polivinilo, polietileno y carbono.

¿Qué es una fibra para concreto?

Es un material que permite controlar la generación y desarrollo de fisuras en el concreto. Su característica definitoria es que da la posibilidad de manejar el comportamiento frente a la tensión en el desempeño mecánico, de acuerdo con la geometría y dosificación de las fibras, su estado superficial, el enlace entre ellas y las dimensiones de los agregados (3). 

Para comparar los distintos tipos de fibra se usan conceptos como relación de esbeltez (resultado de la longitud y el diámetro - L/D), anclaje, y resistencia a la tracción (3). Además, es muy importante recalcar dos propiedades que definen a la fibra: la tenacidad y su resistencia al impacto. 

La tenacidad se refiere a la capacidad que tiene la fibra para resistir una carga sin deformarse. Este control de energía se realiza mediante ensayos de flexión sobre vigas o placas para tomar en cuenta la absorción y fuerza que refleja el material adicionado con fibra (3).

Por otro lado, la resistencia al impacto se refiere a la energía que presenta el material frente a una carga que se le deja caer en un perímetro determinado y desde una altura específica, resultando su nivel de resistencia (3). 

También es importante que tomes en cuenta que existen diferentes normas (NMX, ISO, UNE) que permiten probar en ensayos específicos, con condiciones y medidas determinadas, el nivel de asentamiento, flexión, tenacidad y resistencia residual, en razón de la fluidez del concreto reforzado y la capacidad de absorción de energía y esfuerzo residual promedio, a partir de la adición de las fibras a la mezcla de concreto (3).

A través de este tipo de diagnósticos podemos encontrar los objetivos que se establecen al adicionar fibras a un concreto (4):

• Eliminar la necesidad de refuerzo con el uso de armados o mallas.

• Controlar y disminuir la aparición de fisuras.

• Reducir los tiempos de construcción.

• Dar seguridad al personal.

• Aumentar la vida de servicio de la estructura.

Si quieres saber más sobre el concreto, en específico el premezclado, te recomendamos leer: “Concreto premezclado: guía de beneficios y proceso de suministro”.

Beneficios del Uso de Fibras en el Concreto

Mejora de la Resistencia y Durabilidad

• Comparación con el concreto tradicional
  
  El uso de fibras en el concreto aumenta significativamente su resistencia a la tracción y a la compresión en comparación con el concreto tradicional. Esto se traduce en una mayor durabilidad y una vida útil prolongada de las estructuras.

Reducción de Fisuras y Grietas

• Cómo las fibras ayudan a prevenir daños estructurales

Las fibras actúan como refuerzo adicional dentro de la mezcla de concreto, distribuyendo las tensiones de manera más uniforme y reduciendo la propagación de fisuras y grietas. Esto minimiza los riesgos de daños estructurales, especialmente en zonas propensas a movimientos sísmicos o cambios de temperatura.

Facilidad de Aplicación y Mezcla

• Proceso de incorporación de fibras en el concreto

La incorporación de fibras al concreto es un proceso relativamente sencillo que no requiere cambios significativos en los métodos de mezcla existentes. Las fibras pueden añadirse directamente al mezclador durante la preparación del concreto, asegurando una distribución homogénea y facilitando la aplicación en diversos tipos de proyectos.

Tipos de fibras para concreto

Existen diferentes formas de clasificar a las fibras. En este caso optaremos por dividirlas en dos grandes grupos: micro y macrofibras, que corresponden a una división por funcionalidad, geometría y dosificación (3). También pueden categorizarse por su material en metálicas (como la fibra de acero), sintéticas (como las fibras de polipropileno) o naturales (5).

En el caso de las microfibras, nos referimos a aquéllas que están hechas de plástico, polipropileno, polietileno o nylon, y se adicionan al concreto en una proporción de 0.6 kg/m3 a 1 kg/m3. Su área de actuación se centra en la reparación durante la colocación y acabado del concreto en estado fresco y el concreto fisurado a temprana edad (5).

Para las macrofibras podemos referir que están normalmente hechas de acero, materiales sintéticos o naturales (como el fique del que ya hemos hablado), y se usan para distribuirse en todo el elemento y orientarlo en cualquier dirección. Pueden usarse en sustitución a la malla electrosoldada y las varillas de refuerzo, ya que, parte de sus beneficios, es incrementar la resistencia al impacto y evitar el agrietamiento. 

El área de actuación de las macrofibras se centra en la reparación del concreto fisurado a larga edad, durante el endurecimiento avanzado del elemento (5). En PSI Concreto contamos con experiencia en fibras, sobre todo de acero y polipropileno. Si quieres saber más, escríbenos.

Ahora destacaremos algunos tipos de fibra para describir qué son, en qué se aplican y qué beneficios representan para las construcciones. Recuerda que el sistema de fabricación puede variar en tamaño, forma, rugosidad o secciones; así como el tipo de corte que tengan, en frío o máquina; además de la forma que tomen: variable, recta, ondulada o aplastada (3).

La fibra de acero es un refuerzo que se mezcla de manera homogénea en todo el elemento.

¿Qué es la fibra de acero?

Es un tipo de refuerzo metálico, que se define como un conjunto de filamentos de alambre hechos de acero, doblados y cortados en frío, cuyo objetivo principal es mezclarse de manera homogénea en el concreto (6).

Su principal beneficio es aumentar la vida útil del concreto, mediante la reducción de fisuras y grietas, el incremento en la resistencia al impacto y fatiga del elemento, la disminución de despostillamientos, la reducción de la oxidación y la corrosión, además de la sustitución de varilla o malla en los armados tradicionales (6).

También genera un refuerzo homogéneo (en todas direcciones) para las estructuras de concreto, ahorra tiempo en la construcción, no genera residuos, es compatible con toda clase de aditivos y concretos, además de que no modifica las propiedades de estos últimos (6).

Este tipo de fibra se aplica a pisos industriales, elementos prefabricados, estacionamientos, túneles, pavimentos de concreto, minería, sistema losacero y concreto lanzado (6). Si quieres saber más sobre su modo de empleo, características y especificaciones técnicas, consulta nuestro apartado.

¿Qué es la fibra de polipropileno?

Este tipo de fibra, que es sintética, está hecha de multifilamentos de polipropileno. Se utiliza como refuerzo secundario en el concreto y los morteros, para reducir agrietamientos durante el estado endurecido (6).

Los beneficios principales de este tipo de fibra son: la reducción de la segregación y el agua de sangrado, la disminución de agrietamientos por temperatura y contracción plástica, la sustitución de malla electrosoldada, el incremento de la resistencia a la flexión, la reducción de la permeabilidad, el refuerzo homogéneo en estructuras de concreto y la disminución de desperdicios.

La fibra de polipropileno es compatible con aditivos y concretos diversos, sin que altere las propiedades del concreto (6). Se aplica en elementos prefabricados, túneles, minería, estacionamientos, refuerzos secundarios, concreto lanzado y sistema losacero (6). Si quieres saber más sobre la dosificación, las características y más información técnica sobre este tipo de fibra, consulta nuestra sección especial.

Las fibras de polipropileno logran un gran impacto en la reducción de grietas en estado endurecido.

¿Qué son las fibras naturales para concreto?

Este concepto se refiere a las materiales de origen, como el coco, la madera, el yute, la caña de azul, el bambú o el sisal, cuyos diámetros oscilan entre 0.5 y 0.2 milímetros (5). El tema es que el concreto reforzado con fibras naturales no tiene un porcentaje de reducción de grietas asegurado, porque no suele ser tan alto como las procesadas; razón por la que los resultados pueden variar en el elemento final, sin que haya control industrial para su manejo. Una ventaja que se obtiene de éstas es la reducción del impacto ambiental.

Si quieres conocer algunos tipos de acabado para piso, te recomendamos leer
nuestro texto: “Pisos epóxicos: todo lo que debes saber”.

Puntos clave sobre las fibras para concreto

Existen algunas creencias erróneas sobre el uso de este tipo de complementos, que queremos precisar en este apartado. Nos centraremos en 10 puntos, respecto de microfibras y macrofibras. Si tienes alguna otra duda sobre esto, contáctanos y te guiaremos al respecto.

Microfibras (5):

1. “Disminuyen la retracción del concreto”. En estado plástico endurecido no lo hacen, de hecho puede que aumente, pero la correcta interpretación es que absorbe los esfuerzos internos, minimizando las fisuras.

2. “Previenen fisuras a largo plazo”. Su tarea principal se centra en el estado plástico o al poco tiempo del fraguado final, pero no tiene influencia a largo plazo.

3. “Reducen la manejabilidad del concreto”. Esto no es verdadero, ya que probado con la norma correcta, la trabajabilidad del concreto no se ve afectada.

4. “Reemplazan al curado”. Es muy importante que este paso no se elimine, ya que el curado hidrata la superficie y la sella contra gases y líquidos, por lo tanto, las fibras y el curado se complementan.

5. “Aumentan la resistencia a la abrasión”. En específico, las microfibras no se diseñan con esa intención, por lo que no responden a esa utilidad. 

Macrofibras (5):

1. “Reemplazan al acero estructural”. Esto es muy importante de aclarar, ya que sólo pueden reemplazar a algunos elementos como taludes, pavimentos o pisos industriales. No deben usarse como sustituto de varilla en elementos estructurales como vigas, zapatas o trabes, entre otros.

2. “No pueden suplir ningún refuerzo”. Esto es incorrecto, porque en realidad pueden reemplazar el efecto de la malla electrosoldada y los armados de  varilla para pisos y concreto lanzado, con un desempeño más eficiente que protege al elemento en todas direcciones.

3. “Es difícil cortar las juntas en pisos de concreto reforzados con macrofibras”. Esto no es del todo cierto, pero sí es importante tener más cuidado, sobre todo si se trata de una fibra metálica, para calcular correctamente la medida del disco respecto del espesor.

4. “Las macrofibras aumentan la permeabilidad del concreto”. En realidad, lo disminuyen porque su función es la de prevenir la aparición de fisuras, restringiendo el ancho de las mismas.

5. “No se pueden combinar las microfibras con las macrofibras”. De hecho, son una excelente mezcla para el estado fresco (micro) y endurecido (macro). 

Si quieres saber más sobre pisos de concreto, te sugerimos leer nuestro artículo:
“Piso de concreto: la guía completa”.

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es la mejor fibra para mi proyecto de construcción?

La elección de la fibra dependerá del tipo de proyecto, las necesidades específicas de resistencia y durabilidad, así como del presupuesto disponible. Es recomendable consultar con un experto para determinar la opción más adecuada.

¿Cómo afectan las fibras la resistencia del concreto?

Las fibras mejoran la resistencia a la tensión, la flexión y el impacto del concreto. Ayudan a reducir la formación de fisuras y aumentan la durabilidad general del material.

¿Cuánto tiempo duran las fibras en el concreto?

Las fibras están diseñadas para durar tanto como el concreto mismo. Sin embargo, la durabilidad exacta puede variar según el tipo de fibra y las condiciones ambientales a las que esté expuesto el concreto.

Conclusiones

Para finalizar queremos compartir contigo dos recomendaciones:

En primer lugar, debes buscar un proveedor confiable con años de experiencia y conocimiento en la materia, pues es muy importante que se respeten las normas y especificaciones de la industria, sobre todo para la elaboración de estas fibras con el material correspondiente, y no con otro tipo de residuos. 

En segundo lugar, es importante cuidar correctamente a las fibras de la lluvia y el ambiente, ya que pueden oxidarse y sufrir cambios en sus propiedades. Es fundamental considerar todas estas indicaciones para tratar con habilidad el elemento y lograr los mejores resultados. Recuerda que en PSI Concreto puedes contar con material de calidad, garantizando tu seguridad y la de tu construcción.

Referencias

[1] Noemí Zarco. Un concreto con fibra. Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCyC), s/f. Consultado el 31 de mayo de 2020.

[2] CTRES. Usos de la fibra de polipropileno. CTRES, s/f. Consultado el 30 de mayo de 2020.

[3] 360 en concreto. ¿Qué es concreto reforzado con fibras? 360 en concreto. Consultado el 30 de mayo de 2020.

[4] Master Builders. Concreto reforzado con fibras. Master Builders Solutions, s/f. Consultado el 30 de mayo de 2020.

[5] Sika. Concreto reforzado con fibras (en PDF). Sika, s/f. Consultado el 31 de mayo de 2020.

[6] PSI. Fibra para concreto. PSI Concreto, 2020. Consultado el 30 de mayo de 2020.

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