INTRODUCCIÓN En este informe se consideran el hormigón reforzado con fibras de acero (SFRC) y el mortero elaborado con cementos hidráulicos y que contienen agregados finos o finos y gruesos junto con fibras de acero discretas discontinuas. Estos materiales se utilizan habitualmente sólo en unos pocos tipos de aplicaciones en la actualidad (1988)@, pero el Comité 544 del ACI cree que se desarrollarán muchas otras aplicaciones una vez que los ingenieros sean conscientes de las propiedades beneficiosas del material y tengan acceso a los procedimientos de diseño apropiados. El contenido de este informe refleja la experiencia del comité con los procedimientos de diseño actualmente en uso. El hormigón utilizado en la mezcla es de tipo habitual@ aunque se deben variar las proporciones para obtener una buena trabajabilidad y aprovechar al máximo las fibras. Esto puede requerir limitar el tamaño del agregado, optimizar la gradación, aumentar el contenido de cemento y tal vez agregar cenizas volantes u otros aditivos para mejorar la trabajabilidad. Las fibras pueden adoptar muchas formas. Sus secciones transversales incluyen secciones transversales circulares@ rectangulares@ semicirculares@ e irregulares o variables. Pueden ser rectos o curvados y tener varias longitudes. Se utiliza un parámetro numérico conveniente llamado relación de aspecto para describir la geometría. Esta relación es la longitud de la fibra dividida por el diámetro. Si la sección transversal no es redonda@ entonces se utiliza el diámetro de una sección circular con la misma área. El diseñador puede considerar mejor el hormigón reforzado con fibras como un hormigón con mayor capacidad de deformación, resistencia al impacto, absorción de energía y resistencia a la tracción. Sin embargo, el aumento de estas propiedades variará de sustancial a nulo dependiendo de la cantidad y tipo de fibras utilizadas; Además@ las propiedades no aumentarán al mismo ritmo que se añaden fibras. Se encuentran disponibles varios enfoques para diseñar miembros con hormigón reforzado con fibras de acero (SFRC) que se basan en métodos de diseño convencionales complementados con procedimientos especiales para la contribución de fibras. Estos métodos generalmente modifican las fuerzas internas en el miembro para tener en cuenta la tensión adicional de las fibras. Cuando están respaldados por datos de prueba a gran escala, estos enfoques pueden proporcionar diseños satisfactorios. Las principales diferencias en los métodos propuestos están en la determinación de la magnitud del aumento de la tensión de tracción debido a las fibras y en la manera en que se calcula la fuerza total. Otros enfoques que se han utilizado son a menudo empíricos y pueden aplicarse sólo en ciertos casos en los que se han obtenido datos de prueba de respaldo limitados. Deben utilizarse con precaución en nuevas aplicaciones@ sólo después de una investigación adecuada. Generalmente, para aplicaciones estructurales, las fibras de acero deben utilizarse como complemento a las barras de refuerzo. Las fibras de acero pueden inhibir de manera confiable el agrietamiento y mejorar la resistencia al deterioro del material como resultado de la fatiga@impacto@y la contracción@o tensiones térmicas. Un enfoque conservador pero justificable en miembros estructurales donde ocurren cargas de flexión o tracción, como en vigas, columnas o losas elevadas (es decir, techos, pisos o losas que no están a nivel) es que se deben usar barras de refuerzo para soportar el total. carga tensora. Esto se debe a que la variabilidad de la distribución de las fibras puede ser tal que un bajo contenido de fibras en áreas críticas podría conducir a una reducción inaceptable de la resistencia. En aplicaciones donde la presencia de refuerzo continuo no es esencial para la seguridad e integridad de la estructura@ por ejemplo@ pisos sobre pavimentos@ superposiciones@ y revestimientos de hormigón proyectado@ las mejoras en la resistencia a la flexión@resistencia al impacto@ y el rendimiento a la fatiga asociados con las fibras se puede utilizar para reducir el espesor de la sección@ mejorar el rendimiento@ o ambos. ACI 318 no prevé el uso de la resistencia a la tracción adicional del hormigón en el diseño de edificios y@ por lo tanto@ el diseño del refuerzo debe seguir el procedimiento habitual. Otras aplicaciones brindan más libertad para aprovechar al máximo las propiedades mejoradas de SFRC. Hay algunas aplicaciones en las que se han utilizado fibras de acero sin barras para soportar cargas de flexión. Estas han sido losas elevadas de luces cortas, por ejemplo, un estacionamiento en el aeropuerto de Heathrow con losas de 3 pies-6 pulgadas (1,07 m) cuadradas por 21/2 pulgadas (10 cm) de espesor@ apoyadas en cuatro lados (Anónimo 1971). . En tales casos, la confiabilidad de los miembros debe demostrarse mediante pruebas de carga a gran escala y la fabricación debe emplear un estricto control de calidad. Algunas pruebas a escala real han demostrado que las fibras de acero son efectivas para complementar o reemplazar los estribos en vigas (Williamson 1978; Craig 1983; Sharma 1986). Aunque no es una práctica aceptada en la actualidad, otras pruebas a gran escala han demostrado que las fibras de acero en combinación con barras de refuerzo pueden aumentar la capacidad de momento de las vigas de hormigón armado (Henager y Doherty 1976; Henager 1977a). Las fibras de acero también pueden proporcionar un mecanismo de restricción interno adecuado cuando se utilizan cementos compensadores de contracción, de modo que el sistema de concreto realice su función de control de grietas incluso cuando no se proporciona la restricción del refuerzo convencional. Las fibras y los cementos compensadores de contracción no sólo son compatibles sino que se complementan cuando se usan en combinación (Paul et al. 1981). La guía sobre el cemento compensador de contracción está disponible en ACI 223.1R. ASTM A 820 cubre fibras de acero para uso en hormigón reforzado con fibras. Los procedimientos de diseño discutidos en este informe se basan en fibras que cumplen con esa especificación. Fuentes adicionales de información sobre diseño están disponibles en una bibliografía seleccionada preparada por Hoff (1976-1982)@ en las publicaciones de ACI SP-44 (1974) y SP-81 (1984)@ en las actas del seminario conjunto entre Estados Unidos y Suecia de 1985, editado por Shah y Skarendahl (1986)@ y la reciente publicación de ACI SP-105 editada por Shah y Batson (1987). Para obtener orientación sobre la proporción@ mezcla@ colocación@ acabado@ y pruebas de trabajabilidad del concreto reforzado con fibra de acero@ el diseñador debe consultar ACI 544.3R.
ACI 544.4R-1988 Historia
2018ACI 544.4R-2018 Guía para diseñar con hormigón reforzado con fibra
1988ACI 544.4R-1988 Consideraciones de diseño para hormigón reforzado con fibras de acero