¿Conoces realmente el significado de la codificación del hormigón con fibras?

Entender la nomenclatura del hormigón no siempre es sencillo para todos. En ocasiones, esta denominación puede resultar confusa para aquellos encargados de definir las cantidades en obra y los presupuestos. Por ello, en rimsa hemos preparado un artículo explicativo que consideramos de gran utilidad para la industria.

Cuando las obras se encuentran en proceso de evaluación de los últimos detalles para su ejecución, se simplifican las diferentes partidas en denominaciones y nomenclaturas que permitan una fácil identificación de los parámetros de prescripción más importantes. Es así como el tipo de hormigón se codifica para señalar las características definidas en la etapa de diseño. El hormigón reforzado con fibras se nombra de acuerdo con la nomenclatura establecida en el anejo 7 del código estructural bajo el siguiente formato:

Codigo Estructural 2021 BOE

Versión en PDF T – R f-R1-(R3R1) C TM-TF A

Ahora entendamos qué significa cada uno de los términos:

1. T es el indicativo del tipo de hormigón que será:

   HMF =hormigón en masa

   HAF= hormigón armado 

   HPF= hormigón pretensado

   Es común encontrar que se nombre al hormigón reforzado con fibras como hormigón armado (HAF), sin embargo, se trata de un hormigón en masa, porque el hormigón armado se refiere a la existencia de barras de acero tradicionales. 

2. R es la resistencia característica a compresión especificada, en N/mm² (o lo que es lo mismo en MPa).

3. f es el Indicativo del tipo de fibras que será:

   A= fibras de acero

   P= fibras poliméricas

   V=fibras de vidrio

   En el caso de mezclas de fibras se incluirán dos o más letras indicativas.

   Existen en el mercado fibras de otras tipologías como la fibra de basalto o carbono, sin embargo, actualmente no están contempladas dentro de esta denominación. Se espera que si se incluyen, sus iniciales se mencionarán en este apartado del anejo. 

   Por último, es importante aclarar que el término f se refiere a fibras estructurales, es decir aquellas que contribuyen a la capacidad portante del hormigón (normalmente macrofibras). Cuando las fibras no tienen función estructural (normalmente microfibras), los indicativos R1 y R3 deberán sustituirse por “CR” en el caso de fibras para control de retracción, “RF” en el caso de fibras para mejorar la resistencia al fuego y “O” en otros casos.

4. La letra C se reemplaza con la letra inicial del tipo de consistencia, o definición de autocompatibilidad en su caso, tal y como se define en el apartado 33.5. del código estructural. Ver en el Código Estructural – página 81

5. El término TM se refiere al tamaño máximo del árido en mm.

6. La combinación TF indica la longitud máxima de la fibra, en mm. En el caso de mezclas de fibras se incluirán dos o más números en el mismo orden que en f.

7. A corresponde con la designación del ambiente, de acuerdo con el apartado 27.1 del Código estructural

   Ver en Código Estructural – página 64-66

8. Los términos R1 y R3 son los valores que generan mayor confusión pero los más importantes para describir el desempeño de la fibra que se requiere.

R1 y R3 son las resistencias característica residuales a flexotracción f_R1,k y  f_R3,k en MPa.  al completar el ensayo UNE-EN 14651-2017+A1 se somete una viga a flexión más allá de su rango elástico mientras se controla la apertura de una fisura inducida en el centro del vano tal como se muestra en la siguientes imágenes:

Cuando dicha fisura tiene una apertura de 0,5 mm, el esfuerzo a flexión promedio requerido es f_R1,m, mientras que cuando dicha fisura se abre 2,5 mm el esfuerzo a flexión promedio requerido corresponde a f_R3,m. Los valores anteriores son los valores medios del conjunto de probetas. Para obtener los valores característicos es necesario hacer una transformación de estos valores medios; teniendo en cuenta la confiabilidad del ensayo aplicando, la ecuación y las consideraciones del numeral 8.2.2.1. del anejo 7 del código estructural.

Cuando no se conozca el valor del coeficiente de variación de este ensayo, puede suponerse que las resistencias residuales características son un 30% inferiores a los valores medios.

Es decir: f_R1,k = 0,7 x f_R1,m y  f_R3,k  = 0,7 x f_R3,m.

Veamos un ejemplo práctico:

Si en el ensayo de Flexión por tracción se obtienen unos valores promedio de f_R1,m=1,8 MPa y f_R3,m= 1,5 MPa, tendremos que:

R1=f_R1,k ~ 0,7 x 1,8 = 1,26 MPa  

R3= f_R3,k~  0,7×1,5 = 1,05 MPa

R3/R1 = 0,83

Entonces, el término  R1-R3/R1 sería igual a f_R1,k – f_R3,k/f_R1,k o lo que es lo mismo: 1,26 – 0,83

Es frecuente que haya mucha confusión por parte de los proyectistas en el término R1-R3/R1 y se encuentran prescripciones en las que se colocan valores muy altos de R1 o  R3/R1. Esto es debido a que se refieren a los valores medios en lugar de los valores característicos o incluso porque se confunde el término R1 y R3 con las cargas de ensayo en lugar de tomar los esfuerzos medios con la corrección estadística aplicada. 

En la tabla L.2 del anexo L del Eurocódigo 2 (PNE-prEN 1992-1-2) se encuentra una clasificación de las fibras según los valores R1 y R3/R1 en donde la relación R3/R1 nunca supera el 1,3, sin embargo existen prescripciones como la siguiente:

HAF– 25 / A-1.8-2 / P / 20-50 / XS1

Que nos describe un hormigón ARMADO cuando en realidad es un hormigón reforzado con fibras y en donde el término R3/R1 tiene un valor de 2 es decir que el valor R3 es el doble que el valor R1, lo cual es muy improbable en la práctica.

Lo correcto sería:

HMF–25 / A-1.8-0,8 / P / 20-50 / XS1

Lo cual se leería como: hormigón en masa (HMF) de resistencia a compresión de 25 MPa (25)  reforzado con fibras de acero (A) que tengan una resistencia a flexión por tracción 1,8 MPa para una apertura de fisura 0,5 mm y que la resistencia a flexión por tracción a una apertura de 2,5 mm será un 80% de la anterior (1,8-0,8). El hormigón tendrá una consistencia plástica (P) de un asentamiento 30-40 mm, incluirá árido grueso con tamaño máximo de 20 mm (20) y fibras con una longitud máxima de 50 mm (50) para un ambiente de exposición descrito como: “con presencia de aerosoles marinos, pero que no estará en contacto directo con el agua del mar” (XS1).

Si tienes alguna consulta o te gustaría que conversemos de tu siguiente proyecto, no dudes en escribirnos, en rimsa contamos con un asesoramiento técnico personalizado que seleccionará el mejor tipo de fibra de acuerdo a la prescripción establecida.

Bibliografía: 

Real Decreto 470/2021, de 29 de junio, por el que se aprueba el Código Estructural.

Eurocódigo 2: Proyecto de estructuras de hormigón. Parte 1-2: Reglas generales. Proyecto de estructuras sometidas al fuego.