El impacto de la longitud y la dosificación de la fibra de acero en la microestructura y el rendimiento mecánico en UHPFRC: un enfoque híbrido.

Resumen

Este estudio evalúa los efectos de la longitud (6 y 13 mm) y la dosificación de fibras de acero sobre las propiedades microestructurales y mecánicas de un hormigón reforzado con fibras de ultra altas prestaciones (UHPFRC). La incorporación de fibras de 6 mm mejoró significativamente la trabajabilidad del material. La evidencia microscópica indica una mejor alineación y distribución de las fibras de 13 mm dentro de la matriz del hormigón en comparación con las fibras de 6 mm, lo que se traduce en una menor porosidad y una interacción matriz-fibra más eficaz. Los ensayos mecánicos confirmaron que la inclusión de fibras de acero de 13 mm, en distintas dosificaciones, superó consistentemente a las de 6 mm en términos de resistencia a compresión y a flexión. La dosificación óptima para la resistencia a compresión fue de 196 kg/m³ con fibras de 13 mm, mientras que el mejor comportamiento en flexión se obtuvo con 226 kg/m³. Para abordar los desafíos de colocación característicos del UHPFRC —en particular la compleja distribución de fibras metálicas y la limitada trabajabilidad— se llevó a cabo una investigación exhaustiva sobre estrategias de optimización de mezclas con fibras. Se exploró un enfoque híbrido mediante la sustitución del 10%, 20% y 30% de la dosificación de fibras de 13 mm (196 kg/m³) por fibras de acero de 6 mm. Entre estas, la mezcla con un 80% de fibras de 13 mm y un 20% de fibras de 6 mm mostró la mayor resistencia a flexión, incluso superior a la de mezclas con mayor contenido total de fibra (226 kg/m³). Esta hibridación sugiere una combinación optimizada de longitudes de fibras para mejorar el comportamiento a flexión sin comprometer la resistencia a compresión, ofreciendo así nuevas perspectivas para el diseño eficiente de UHPFRC.