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Casos de éxito
Puerto de Huelva: 180.000 m2 reforzados con nuestras fibras
Más de 1.900tn de nuestra referencia r glued 60/0,75 hacen de este gran proyecto todo un éxito

La obra del Puerto de Huelva, actualmente en proceso de ejecución, consta de un total 180.000 m2 dividido en 6 fases de aproximadamente 30.000 m2 cada una de ellas.

Las infraestructuras portuarias requieren grandes capacidades, tanto en diseño como en ejecución, y que sean lideradas por expertos que colaboran al detalle con conocimientos que involucran trabajo y profesionalidad para adaptarse a las necesidades del cliente. 

rimsa ha colaborado en obras de varios puertos, ofreciendo propuestas óptimas, adaptándolas a las necesidades de cada proyecto. En el caso de los pavimentos portuarios la solución contempla la sustitución del armado tradicional por fibras de acero, agilizando así el tiempo de puesta en obra y reduciendo el coste.

En este proyecto rimsa colabora con éxito en el suministro 1.900 tn de fibras de acero de la referencia r glued 60/,75, dicha referencia proporciona el máximo exponente del refuerzo y una sencilla adición al hormigón ya que las fibras se suministran  encoladas. 

 

Este formato es el ideal para dosificaciones altas, ya que permite una mayor facilidad en el mezclado del hormigón evitando que se formen erizos; además, las fibras se distribuyen de manera homogénea una vez que la cola se disuelve al contacto con el agua en la fase de amasado del hormigón, logrando menor distancia y menor dispersión entre fibras dentro de la red que forma la matriz del hormigón. La esbeltez de estas fibras proporciona mayor cantidad de fibras/kg. consiguiendo un aumento en las prestaciones.

En rimsa, entregamos soluciones confiables, innovadoras, adaptables y sostenibles para diferentes mercados industriales

Nuestra experiencia de más de 35 años enfocados en investigar y desarrollar trabajos innovadores, nos permite planificar y generar estocajes óptimos para evitar causar retrasos en obras de gran envergadura.

Contamos con una amplia red de almacenes propios, estratégicamente localizados en diferentes puntos de España, los cuales nos permiten ofrecer un servicio excelente, así como optimizar los costes de transporte para evitar encarecer el producto y reducir plazos de entrega.

“Hasta la fecha en rimsa hemos reforzado alrededor de 300.000m2 de pavimentos portuarios con nuestra referencia r glued 60/0,75, repartidos en siete Puertos del Estado, en distintas fases de ejecución y a través de 16 contratistas diferentes”

Silvia Russo – Construction Division

Los pavimentos portuarios son losas de hormigón extremadamente cargadas con materiales almacenados directamente sobre la losa y también con cargas dinámicas asociadas a vehículos o equipos de manejo específicos

Estas losas reforzadas se ejecutan sobre una sub-base especialmente diseñada y preparada y tanto el terreno como la subbase deben estar bien drenados y compactados para proporcionar un soporte adecuado y uniforme a la losa.

Los métodos de diseño relevantes suponen modelos específicos para la interacción entre losa y subbase. Un pavimento rígido es una estructura de hormigón apoyada sobre el suelo, cuyo propósito principal es resistir las cargas aplicadas a través del soporte que ofrece el suelo. Las fibras de acero se comportan como puntos de sutura dentro del hormigón, impidiendo así la propagación de las fisuras hacia su interior y retardando el colapso.

El pavimento o losa se comporta de forma elástica lineal hasta la primera fisuración; mientras se sobrepasa el límite elástico, la capacidad de carga aumenta pero el sistema permanece rígido a pesar de que el módulo de losa se ablanda ligeramente. 

En los hormigones reforzados con fibras de acero tiene lugar una pérdida de la capacidad resistente tras aparecer la fisura (alcanzar el valor fLOP), no produciéndose en ningún caso la rotura frágil del material. Con dosificaciones altas, se alcanzan resistencias residuales superiores a las resistencias de fisuración fLOP. En todos los casos la resistencia residual fR1 depende linealmente del contenido de fibra.

Para evitar o controlar las tensiones causadas por las deformaciones debido a la inmovilización, la superficie sobre la que se vierte el hormigón debe ser uniforme y sin relieves. Además de la dosificación de fibras, se debe tener en cuenta la fórmula adecuada del hormigón y el curado posterior apropiado. 

El pavimento se debe desconectar de todos los demás elementos estructurales por medio de juntas de aislamiento correctamente dimensionadas. Los cortes de retracción, con una profundidad de, por lo general 1/3 del espesor de la losa, se realizan a intervalos regulares entre juntas de trabajo para eliminar las tensiones de las deformaciones. Los requisitos de planeidad y nivelación se cumplen mediante el método de ejecución adecuado.

Dosificación amasado y puesta en obra
La efectividad de los distintos tipos de fibras puede variar mucho, por ello se recomienda clasificar el hormigón por propiedades y definir el tipo y dosificación de fibras según las hipótesis de carga y en función de los resultados de ensayos previos

La selección del tipo y dosificación de las fibras depende de su efectividad y de su influencia en la consistencia del hormigón. El aumento de la esbeltez de las fibras y el empleo de altas dosificaciones conlleva un aumento de eficiencia mecánica, pero puede provocar un descenso de la consistencia y un mayor riesgo de formación de erizos de fibras que se segregan del hormigón, razón por la que es necesario dosificar la cantidad idónea.

El límite superior del contenido en fibras se fija en el 1,5% en volumen del hormigón. El empleo de dosificaciones muy elevadas exige modificar sensiblemente la estructura granular del hormigón. 

El amasado es una fase crítica de los hormigones con fibras; por ello es necesaria la comprobación de la homogeneidad de la mezcla. El riesgo de erizos se reduce con una correcta dosificación y con suficiente contenido de árido fino; como norma general las fibras se incorporarán junto con los áridos, preferentemente, con el árido grueso al inicio del amasado, desaconsejándose como primer componente de la mezcla. El vertido de las fibras se realiza lentamente para garantizar la distribución homogénea de las fibras en la masa del hormigón.

Ensayos previos y de control
rimsa realiza habitualmente ensayos de caracterización de todas las referencias

Las campañas de caracterización de HRFA (en este caso de la referencia r glued  60/0,75) por parte de rimsa y Smart Engineering, Spin-Off de la UPC, se realizaron en la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC) con el fin de evaluar la potencialidad de la aplicación y estudiar el comportamiento de la fibra.

El ensayo más extendido para caracterización del comportamiento post fisuración del HRF es el de flexión según la UNE-EN 14651. Se obtienen las resistencias residuales del HRF empleado con la máquina de ensayos INSTROM 8505. 

El ensayo UNE-EN 14651 se realizó para determinar los valores de la resistencia residual a flexotracción fR,1,m y fR,3,m a los 28 días de edad. En cada amasada se determinó también el contenido en fibras según UNE 83512-1 ó UNE 83512-2.

En los hormigones reforzados con fibras de acero tiene lugar una pérdida de la capacidad resistente tras aparecer la fisura (alcanzar el valor fLOP), no produciéndose en ningún caso la rotura frágil del material. Incluso, con dosificaciones altas, se alcanzan resistencias residuales superiores a las resistencias de fisuración fLOP. En todos los casos la resistencia residual fR1 depende linealmente del contenido de fibra.

La relación entre ambas resistencias residuales (fR1 y fR3), también es lineal, con una pendiente de valor entre 0,80 y 1,16; poniendo de manifiesto que el material mantiene un comportamiento estable tanto para pequeñas como grandes anchos de fisura.

Los resultados de las resistencias residuales obtenidas en este ensayo son válidos y recomendados para la incorporación de esta referencia en este tipo de obra.

Otro ensayo realizado es el Ensayo Barcelona, este es un ensayo alternativo al ensayo de viga con entalla. Este tipo de ensayo es especialmente interesante y recomendable para el control de calidad durante producción, en particular en obras de gran volumen de hormigón. 

Entre las principales ventajas encontramos las siguientes:
  • La dispersión de los resultados es menor, y por tanto se reduce el número de lotes desechados y se incrementan los valores característicos de la resistencia residual.
  • Es un ensayo más rápido y económico en comparación al ensayo de viga con entalla.
  • Se puede llevar a cabo en cualquier laboratorio de control de calidad, pues se requiere únicamente una prensa convencional para llevar a cabo ensayos de compresión.
  • Se han desarrollado ecuaciones constitutivas para el diseño de estructuras de HRF obtenidas con este ensayo.
  • Se puede correlacionar con el ensayo de viga y, por tanto, establecer el ensayo Barcelona como el de referencia durante el control de producción.
Mejora de prestaciones al utilizar fibras de acero en:

Resistencia a tracción: En el diagrama tensión-deformación a tracción directa del HRFA, las fibras rigidizan sensiblemente la respuesta en fase de pre-fisura respecto de la de un hormigón tradicional y, de forma destacada, aportan una capacidad de resistencia residual post-fisura debida el efecto de cosido entre las dos caras de la fisura.

El efecto más importante en el comportamiento mecánico del hormigón, debido a la presencia de las fibras, se manifiesta en la resistencia a tracción post-fisura.

Resistencia a compresión: La resistencia a compresión del hormigón no varía significativamente por la adición de fibras, aunque puede darse un incremento modesto en relevantes porcentajes de fibras metálicas, existe una diferencia sobre el hormigón simple en la ductilidad, siendo esta mayor cuando el hormigón está reforzado con fibras.

Resistencia a flexotracción: El incremento de la resistencia a flexotracción al adicionar fibras de acero al hormigón es considerablemente mayor que el de la resistencia a compresión y a tracción. Esto se debe al comportamiento dúctil del HRFA en la zona fisurada por tracción, desarrollando resistencias residuales.

Los ensayos de flexotracción en HRFA se realizan principalmente sobre probetas prismáticas. Normalmente, se determina la resistencia a primera fisura, la resistencia a rotura por flexotracción y la resistencia residual a flexotracción.

 

Resistencia a flexotracción: El incremento de la resistencia a flexotracción al adicionar fibras de acero al hormigón es considerablemente mayor que el de la resistencia a compresión y a tracción. Esto se debe al comportamiento dúctil del HRFA en la zona fisurada por tracción, desarrollando resistencias residuales.

Los ensayos de flexotracción en HRFA se realizan principalmente sobre probetas prismáticas

Normalmente, se determina la resistencia a primera fisura, la resistencia a rotura por flexotracción y la resistencia residual a flexotracción. El incremento de la resistencia a primera fisura obtenido con la adición de fibras de acero es mínimo, lo cual indica que esta propiedad depende básicamente de la matriz y muy poco del contenido de fibras, del tamaño y de la forma de éstas.

La resistencia a rotura depende principalmente del volumen de fibras y de la esbeltez de éstas, logrando incrementos importantes respecto de la resistencia de la matriz, si se utilizan fibras de extremos conformados.

A continuación se especifican las ventajas con la adición de fibras:

Mayor resistencia a cargas dinámicas (impacto): Una de las principales características del HRFA es su resistencia a los impactos por absorción de energía, siendo en este caso su resistencia de 3 a 10 veces la resistencia del hormigón en masa. Además, el HRFA presenta una menor tendencia a la desfragmentación y el desprendimiento. Todo lo anterior se debe a la sensibilidad de la matriz, a la resistencia de las fibras al arrancamiento y a la deformación.

Mayor Tenacidad: La variable que más influye en la tenacidad es la capacidad adherente de las fibra

Adherencia fibras-matriz: La adherencia fibras-matriz es el fenómeno que gobierna el comportamiento del HRFA después de la fisuración, cuando las fibras cosen las fisuras retrasando y haciendo más dúctil el fenómeno de agotamiento del material compuesto. Entonces se entiende la importancia de la adherencia química, mecánica y del rozamiento que comienza tras el despegue total de las fibras. Para elevar la absorción de energía se debe propiciar fenómenos de arrancamiento (pull-out) y evitar la rotura de las fibras. La adherencia aumenta con la esbeltez de las fibras y se ha comprobado que utilizando fibras de extremos conformados.

Durabilidad del hormigón reforzado con fibras de acero: La adición de fibras de acero en el hormigón genera comportamientos mecánicos caracterizados por presentar un mayor número de fisuras con menores valores de abertura de fisura, factor importante en los requerimientos de durabilidad.

 

Uno de los aspectos más preocupantes es la corrosión

En hormigones sin fisuras se ha constatado que la corrosión de las fibras se limita a la superficie del hormigón. Una vez que la superficie está corroída, el efecto de la corrosión no se propaga más de 2 mm a partir de la superficie. Las fibras muestran una buena resistencia a la corrosión en elementos no fisurados, aun cuando los elementos se encuentren expuestos a agua de mar. Mediante análisis de rayos X y microscopía electrónica, se ha observado que las reacciones entre el HRFA y el agua de mar se limitan a unos pocos milímetros bajo la superficie del hormigón. Estos cambios microquímicos aparentemente no tienen ningún efecto negativo en la durabilidad y el comportamiento del hormigón bajo cargas sostenidas en ambiente marino.

 

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