El pasado 29 de mayo, se desarrolló la Charla presencial “Uso de fibras en el hormigón”, dictada por PhD Xijun Shi, académico de Ingeniería Civil en Texas State University, y autor de más de 50 artículos publicados en prestigiosas revistas, tales como Cement and Concrete Research, Cement and Concrete Composites, Engineering Fracture Mechanics, entre otras.

La actividad fue organizada por el académico Leonardo Brescia del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de Santiago de Chile (USACH), con el apoyo de la Facultad de Ingeniería de la USACH, el Centro de Innovación del Hormigón UC y MASTER Materials and Structures Research Group.

La charla constó de dos presentaciones, donde el Dr. Xijun Shi expuso su investigación sobre el uso de materiales reciclados en la construcción, con especial atención en las fibras de acero reciclado provenientes de neumáticos. En una primera ronda, abordó la “utilización de materiales reciclados en el hormigón para promover la sostenibilidad”, para posteriormente profundizar en las “pruebas de campo de hormigón reforzado con fibras de acero reciclado” realizadas en sus estudios.

Revisa la noticia del Departamento de Obras Civiles de la USACH: Académico de la Texas State University presentó las ventajas del uso de fibras recicladas en el hormigón.

 

 

 

Fotografía: se identifican los distintos tipos de fragmentos encontrados en las Fibras de Acero Reciclado de neumáticos [cortesía de Dr. Xijun Shi].

Dentro de las propiedades mecánicas que el Dr. Xijun Shi mencionó sobre el uso de las Fibras de Acero Reciclado (RSF, por sus siglas en inglés), indica que la adición de un 2% de RSF, muestra efectos marginales sobre la resistencia a la compresión y en el módulo elástico del mortero. Sin embargo, muestra una resistencia a la tracción 50% mayor en comparación con la mezcla de control. Por lo tanto, el efecto de refuerzo del RSF, parece ser comparable o incluso mayor que el de Fibras de Acero Manufacturadas (MSF, por sus siglas en inglés), lo que podría deberse a la presencia de caucho residual en las fibras recicladas, lo que aumenta la rugosidad de la superficie de la fibra, proporcionando una unión mecánica mejorada.

En cuanto a las propiedades de fractura, el Dr. Xijun Shi, destacó que incorporar un 2% de RSF, aumenta el K (Factor de Intensidad de Tensión) en un 45% y el CTODc (Desplazamiento Crítico de la Punta de Grieta) en 48%, lo que implica que el mortero puede soportar una mayor concentración de tensión en la punta de una grieta en comparación al mortero sin fibras, y además adquiere mayor capacidad de absorción de energía.

El Dr. Xijun Shi, destacó además que al agregar 2% de fibras de acero reciclado al mortero, aumentó su tiempo de agrietamiento en un 50%, por lo que retrasa el inicio del agrietamiento, mejorando la durabilidad del material.

Sin embargo, dentro de las contraindicaciones, el Dr. Xijun Shi mencionó que si se llegase a incorporar demasiado caucho en el mortero, podría alterar la hidratación del cemento y crear una ITZ (Zona de Transición Interfacial) más débil, por lo que es necesario determinar correctamente el contenido de caucho del material.

 

Principales ventajas del uso de fibras de acero

Dentro de las ventajas que el Dr. Xijun Shi destacó del uso de fibras de acero, está la reducción de costos, hasta un 20% menos que el hormigón armado convencional. Minimiza tiempo requerido en obra, ya que se reduce el uso de barras de refuerzo. Extiende la durabilidad del material, ya que duplica el tiempo de agrietamiento del hormigón armado. Presenta mejoras en la optimización del proceso de fabricación, ya que se simplifica la manipulación y dosificación de las fibras, y finalmente, produce un 19% menos de gases de efecto invernadero, lo que promueve un avance en sustentabilidad.

 

 

Seminario: Uso de fibras en el hormigón, un desafío normativo

 

Posibles utilizaciones

El Dr. Xijun Shi, destacó que el uso de Fibras de Acero Recicladas (RSF), puede aportar en:

• Reemplazo parcial o total de varillas/mallas.
• Estructuras de drenaje de hormigón (tuberías, cajas).
• Aceras, estacionamientos, vías de acceso.
• Aceras residenciales.
• Cimentaciones de losa sobre rasante.
• Pisos de almacén.
• Cimientos de estera.
• Hormigón permeable.
• Refuerzo a cortante en vigas/losas.
• Aplicaciones donde la velocidad de construcción es importante.
• Aplicaciones donde se valora una mayor tenacidad y resistencia al agrietamiento.
• Aplicaciones donde se valora la huella de carbono baja.
• Aplicaciones donde el menor costo es importante.

 

 

La charla del Dr. Xijun Shi permitió evaluar el potencial que poseen las fibras en el mundo del hormigón (tanto las convencionales como las recicladas), resaltar los avances técnicos logrados con las fibras de acero recicladas de neumáticos, e incentivar la investigando respecto a nuevas alternativas que fomenten la sustentabilidad y sostenibilidad en la industria de la construcción con cemento y hormigón.

 

Autora: Valeria F. Moraga D.

 

Galería de imágenes

Fotografía: en orden de aparición, Dr. Leonardo Brescia, Dr. Xijun Shi y Dr. Matías Hube.

 

Fotografía: Manuel Ferrer, Product Manager de Prodalam, junto a Fabiola Ríos y Bárbara Silva.

 

Fotografía: en orden de aparición, Dr. Leonardo Brescia, Joaquín Urzúa de Sika, Dr. Xijun Shi y Dr Matías Hube.