ES2217143T3 - COMPOSITION OF COMPACT CONCRETE WITH REINFORCED ROLLER WITH FIBERS AND PROCEDURE FOR THE REALIZATION OF A FIRM FROM THIS COMPOSITION. - Google Patents
COMPOSITION OF COMPACT CONCRETE WITH REINFORCED ROLLER WITH FIBERS AND PROCEDURE FOR THE REALIZATION OF A FIRM FROM THIS COMPOSITION.Info
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Abstract
Composición de hormigón compactado con rodillo reforzado con fibras que contiene granulados, un aglutinante hidráulico y fibras metálicas de anclaje deformable, caracterizada porque las fibras metálicas están constituidas por hilos (10) sensiblemente cilíndricos que contienen una parte central longitudinal (11) sensiblemente rectilínea que se prolonga a ambos lados por medio de una porción interpuesta (13) de una parte de extremo curvado (12) cuya forma es del tipo que impide el enganche entre dos fibras colindantes, de manera que dichos hilos tienen: - un diámetro (d) comprendido entre 0, 38 y 1, 05 mm, - una longitud total comprendida entre 19 y 80 mm, - una longitud (l, l¿) de las partes de extremo comprendida entre 1, 5 y 4 mm, - un desplazamiento transversal (h, h¿) entre la parte central y cada parte de extremo de al menos 0, 75 mm, - un ángulo (a, a¿) obtuso inferior o igual a 160° entre cada porción interpuesta y la parte central, - un ángulo obtuso entre cada porción interpuesta y cada parte de extremo, y, - una resistencia a la tracción mínima de 900 N/mm2, y dicha composición incluye un contenido de aglutinante hidráulico comprendido entre 180 y 400 kg por metro cúbico de hormigón, un contenido de agua comprendido entre 90 y 150 litros por metro cúbico de hormigón, una dosificación de fibras metálicas comprendida entre 25 y 60 kg por metro cúbico de hormigón y un contenido de aditivo plastificante y/o retardante igual como máximo al 1, 8% en peso del aglutinante hidráulico.Composition of compacted concrete with fiber-reinforced roller containing granules, a hydraulic binder and deformable anchor metal fibers, characterized in that the metallic fibers consist of substantially cylindrical threads (10) that contain a substantially central longitudinal part (11) that is substantially rectilinear extends on both sides by means of an interposed portion (13) of a curved end portion (12) whose shape is of the type that prevents the engagement between two adjacent fibers, so that said threads have: - a diameter (d) comprised between 0, 38 and 1, 05 mm, - a total length between 19 and 80 mm, - a length (l, l ¿) of the end portions between 1, 5 and 4 mm, - a transverse displacement (h , h¿) between the central part and each end part of at least 0.75 mm, - an obtuse angle (a, a¿) less than or equal to 160 ° between each interposed portion and the central part, - an obtuse angle between each interposed portion and each end portion, and, - a minimum tensile strength of 900 N / mm2, and said composition includes a hydraulic binder content comprised between 180 and 400 kg per cubic meter of concrete, a water content between 90 and 150 liters per cubic meter of concrete, a dosage of metallic fibers comprised between 25 and 60 kg per cubic meter of concrete and a plasticizer and / or retarding additive content equal to a maximum of 1.8% by weight of the hydraulic binder.
Description
Composición de hormigón compactado con rodillo reforzado con fibras y procedimiento de realización de un firme a partir de dicha composición.Composition of concrete compacted with roller reinforced with fibers and procedure of realization of a firm to from said composition.
La presente invención se refiere a una composición de hormigón compactado con rodillo reforzado con fibras y a un procedimiento de realización de firmes continuos y de zonas industriales sin juntas, a partir de dicha composición.The present invention relates to a compacted concrete composition with fiber reinforced roller and to a procedure for the realization of continuous signatures and zones industrial without joints, from said composition.
Las composiciones de hormigón compactado con rodillo se diferencian de los hormigones clásicos colados o vibrados por el hecho de que, para propiedades mecánicas similares, necesitan una dosificación de cemento reducida, así como un contenido de humedad reducido. Este contenido de humedad menor permite obtener una sustentación suficiente para aplicar el material con máquinas de carreteras con el fin de compactarlo con ayuda de un compactador vibratorio y de un compactador neumático, y después volverlo a poner sin demora en circulación. La consistencia del hormigón colado requiere una aplicación con las técnicas tradicionales de pavimentadora de encofrados deslizantes o de tabla vibrante y sólo permite una puesta en circulación después de un tiempo de fraguado suficiente que en general es de 7 días como mínimo.The concrete compositions compacted with Roller differ from classic cast or vibrated concrete due to the fact that, for similar mechanical properties, they need a reduced cement dosage, as well as a reduced moisture content. This lower moisture content allows to obtain sufficient support to apply the material with road machines in order to compact it with support of a vibratory compactor and a pneumatic compactor, and then put it back without delay in circulation. The consistency of cast concrete requires an application with the techniques Traditional sliding or panel formwork paver vibrant and only allows one put into circulation after a sufficient setting time that is generally 7 days as minimum.
En los dos tipos de hormigón clásico citados anteriormente se sabe insertar fibras metálicas. Las fibras metálicas utilizadas en pavimentación industrial son muy a menudo fibras trefiladas que contienen generalmente hilos de 1 mm de diámetro. Las diferentes fibras existentes se diferencian unas de otras por el tipo de anclaje activo en la matriz del hormigón. Existen fibras fabricadas con un anclaje que se dice deformable, como por ejemplo fibras de ganchos como las comercializadas por la empresa Bekaert con la marca "Dramix" o fibras onduladas como las comercializadas por la empresa Trefil Arbed. Esta empresa fabrica igualmente una fibra comercializada con la marca "Twincone" que posee un cono indeformable en cada uno de sus extremos. Este tipo de anclaje es mucho más rígido que el anclaje obtenido mediante ganchos u ondulaciones, de donde proviene su denominación de fibras de anclaje denominado total.In the two types of classic concrete cited previously it is known to insert metal fibers. Fibers Metals used in industrial paving are very often drawn fibers generally containing 1 mm threads of diameter. The different existing fibers differ from others by the type of active anchor in the concrete matrix. There are fibers manufactured with an anchor that is said to be deformable, such as hook fibers such as those sold by the Bekaert company with the "Dramix" brand or corrugated fibers such as those marketed by the company Trefil Arbed. This company also manufactures a fiber marketed with the brand "Twincone" that has an indeformable cone in each of its extremes This type of anchor is much stiffer than the anchor obtained by hooks or undulations, where its designation of anchor fibers called total.
Después del refuerzo con fibras de acero, los hormigones tradicionales vibrados o colados permiten realizar pavimentaciones industriales (a menudo cubiertas y, por tanto, menos sometidas a la intemperie y a las variaciones de temperatura que los firmes) de gran dimensión que alcanzan hasta 2.000 m^{2} sin juntas, de manera que las propiedades de las fibras permiten espaciar las juntas. Por el contrario, estos hormigones no han podido usarse con eficacia hasta el momento para la fabricación de firmes continuos sin juntas, a pesar del interés que presenta una aplicación de este tipo. En efecto, las dosificaciones relativamente elevadas de cemento y de agua generan en estos hormigones una contracción hidráulica a la que viene a añadirse la contracción térmica. Las restricciones mecánicas son tales que las fibras no llegan a controlarlas. De ello resulta que los fenómenos de contracción del hormigón conllevan una fisuración claramente más importante que en pavimentación, presentando un grado de abertura inaceptable que muy a menudo supera 1 mm de abertura. Así, es necesario realizar juntas en estos firmes de hormigón de fibras vibrado con el fin de localizar los efectos de la contracción y reducir las aberturas de fisuras, lo que hace que se pierdan las ventajas económicas de un firme continuo y frena considerablemente el desarrollo de los hormigones de fibras en los firmes.After reinforcement with steel fibers, the Traditional vibrated or cast concrete allow industrial pavements (often covered and, therefore, less subject to weathering and temperature variations than the firm ones) of great dimension that reach up to 2,000 m 2 without joints, so that the properties of the fibers allow Space the joints. On the contrary, these concretes have not could be used effectively so far for the manufacture of firm continuous without joints, despite the interest of a Application of this type. In effect, the dosages relatively high cement and water generated in these concrete a hydraulic contraction to which the thermal contraction The mechanical restrictions are such that fibers do not control them. It follows that the phenomena concrete contraction entails a clearly more cracking important than in paving, presenting an opening degree unacceptable that very often exceeds 1 mm opening. So is It is necessary to make joints in these fiber concrete firm vibrated in order to locate the effects of contraction and reduce fissure openings, which causes the loss of economic advantages of a continuous firm and slows considerably the development of fiber concrete in the firm.
Por la patente EE.UU. 5.865.000 se conoce un hormigón clásico reforzado con fibras de acero, que ha sido modificado para aumentar su resistencia en compresión hasta un valor superior a 80 N/mm^{2}. Para aumentar esta resistencia, el hormigón contiene, por una parte, del 5 al 10% en peso de cemento en cargas ultrafinas como humos de sílice, lo que permite rellenar los vacíos intersticiales del hormigón.By US Pat. 5,865,000 is known a classic concrete reinforced with steel fibers, which has been modified to increase its compressive strength up to value greater than 80 N / mm2. To increase this resistance, the concrete contains, on the one hand, 5 to 10% by weight of cement in ultrafine charges such as silica fumes, which allows filling the interstitial voids of concrete.
Por otra parte, como por efecto del agua se reduce la resistencia del hormigón, la relación agua/cemento se mantiene inferior a 0,4. Ahora bien, según esta patente estadounidense, entonces es necesario añadir una cantidad elevada de superplastificante, ya que este tipo de aditivo permite compensar la baja dosificación de agua, más incluso cuando la presencia de cargas ultrafinas habría necesitado una cantidad de agua elevada. En los ejemplos 2 y 3 de esta patente estadounidense, la cantidad de aglutinante hidráulico (cemento + micropuzolana) es alta (440 kg/m^{3}), al contrario de la necesidad de una dosificación reducida de cemento para un hormigón compactado con rodillo, y la cantidad de plastificante (2,5%) es muy elevada, cuando tal dosificación no es necesaria para un hormigón compactado con rodillo que tenga una relación agua/cemento similar.On the other hand, as a result of water reduces the strength of concrete, the water / cement ratio is keeps below 0.4. Now, according to this patent American, then it is necessary to add a high amount of superplasticizer, since this type of additive allows to compensate low water dosage, even more when the presence of Ultrafine charges would have required a high amount of water. In examples 2 and 3 of this US patent, the amount Hydraulic binder (cement + micropuzolan) is high (440 kg / m 3), contrary to the need for a dosage reduced cement for a roller compacted concrete, and the amount of plasticizer (2.5%) is very high, when such Dosage is not necessary for a compacted concrete with roller that has a similar water / cement ratio.
Para realizar un firme duradero con hormigón colado sin juntas se conoce un procedimiento, llamado procedimiento de hormigón armado continuo (HAC), en el cual las barras de acero, generalmente de 16 mm de diámetro, se unen entre sí en un continuo que abarca toda la longitud del firme. Una vez colocadas las barras de acero, se aplica el hormigón, generalmente utilizando una pavimentadora de encofrados deslizantes. El hormigón armado continuo sigue siendo, sin embargo, una técnica pesada de aplicar y costosa.To make a durable firm with concrete jointless casting is known a procedure, called procedure of continuous reinforced concrete (HAC), in which the steel bars, generally 16 mm in diameter, they join together in a continuous It covers the entire length of the firm. Once placed the bars of steel, concrete is applied, usually using a sliding formwork paver. Reinforced concrete continuous remains, however, a heavy technique of applying and expensive.
Por las ventajas aportadas por los hormigones compactados con rodillo con respecto a los hormigones tradicionales colados, vibrados o extruidos, se han propuesto diferentes hormigones compactados reforzados con fibras en los cuales se ha adaptado la composición convenientemente y se han seleccionado las fibras con el fin de obtener un firme o una zona industrial continua en hormigón donde la fisuración se reparta regularmente y sea de abertura limitada.For the advantages provided by concrete roller compacted with respect to traditional concrete cast, vibrated or extruded, different proposals have been proposed fiber reinforced compacted concrete in which it has adapted the composition conveniently and the fibers in order to obtain a firm or an industrial zone continues in concrete where cracking is distributed regularly and Be of limited opening.
Los resultados de un estudio comparativo de las fisuras observadas en partes del firme realizadas por una parte con un hormigón compactado reforzado con fibras "Twincone" de anclaje total, y por otra parte con un hormigón compactado reforzado con fibras onduladas, en comparación con un hormigón armado continuo, se presentan en la tabla I siguiente:The results of a comparative study of fissures observed in parts of the firm made by a part with a compacted concrete reinforced with "Twincone" fibers of total anchorage, and on the other hand with a compacted concrete reinforced with corrugated fibers, compared to a concrete continuous arming, are presented in the following table I:
El hormigón armado continuo, que es la referencia en cuestión de hormigones continuos sin juntas, presenta una fisuración fina y próxima. Con el hormigón compactado reforzado con fibras onduladas, las fisuras están espaciadas pero son anchas. Cuando se usan las fibras "Twincone", la suma de las aberturas de fisuras es un 30% inferior a la observada en el caso de las fibras onduladas. A la vista de este estudio, se observa que el comportamiento del hormigón reforzado con fibras de anclaje total se acerca al de un hormigón armado continuo, de manera que esta fibra permite un anclaje más eficaz que el de la fibra ondulada. En el marco del estudio que se recoge en la tabla I, los ensayos han demostrado que la evolución de las fisuras de hormigón compactado con rodillo reforzado con fibras "Twincone" es equivalente a la de las fisuras de hormigón armado continuo.Continuous reinforced concrete, which is the reference in a matter of continuous concrete without joints, it presents a fine and near cracking. With compacted concrete reinforced with Wavy fibers, the fissures are spaced but wide. When "Twincone" fibers are used, the sum of the openings of fissures is 30% lower than that observed in the case of corrugated fibers In view of this study, it is observed that the reinforced concrete behavior with total anchor fibers is close to that of a continuous reinforced concrete, so that this Fiber allows more efficient anchoring than corrugated fiber. In the framework of the study that is collected in table I, the trials have demonstrated that the evolution of compacted concrete cracks with fiber reinforced roller "Twincone" is equivalent to that of continuous reinforced concrete cracks.
Además, la figura 1 de los dibujos anexos ilustra los resultados de un ensayo comparativo de desgarro ("pull-out test") de una fibra "Twincone" A de anclaje total y de una fibra de anclaje deformable B, en el que las dos fibras presentan un diámetro idéntico de 1 mm. A la vista de este gráfico, se comprueba que el uso de fibras de anclaje total es necesario para la realización de firmes continuos sin juntas, que permiten limitar mejor la abertura de las fisuras.In addition, Figure 1 of the accompanying drawings illustrates the results of a comparative tear test ("pull-out test") of a "Twincone" fiber A total anchor and a deformable anchor fiber B, in the that the two fibers have an identical diameter of 1 mm. To View of this graph, it is verified that the use of anchor fibers Total is necessary for continuous signatures without joints, which allow to better limit the opening of the cracks.
Así, la solicitud de patente FR-2684397 define una composición de hormigón para la realización de firmes sin juntas, que presenta una composición determinada que incluye fibras de anclaje indeformable como las descritas en las solicitudes de patente europea EP-130191 y EP-098825.Thus, the patent application FR-2684397 defines a concrete composition for the realization of firm without joints, which presents a composition determined to include undeformable anchor fibers such as described in European patent applications EP-130191 and EP-098825.
Desde esta óptica, para mejorar el anclaje de fibras cilíndricas con ganchos, llamadas de primera generación usadas en el hormigón colado, se han aplanado los ganchos de dichas fibras. Las fibras de esta clase se comercializan principalmente con la marca "Dramix FL 45/50" y son objeto de la solicitud de patente WO 97/11239.From this perspective, to improve the anchoring of cylindrical fibers with hooks, called first generation used in cast concrete, the hooks of said castings have been flattened fibers Fibers of this class are mainly marketed with the mark "Dramix FL 45/50" and are subject to the request of WO 97/11239.
Así, la tendencia actual lleva a usar fibras de anclaje total o de anclaje muy rígido para la realización de firmes continuos sin juntas, de manera que las fibras de anclaje menos rígidas como las fibras onduladas o de ganchos se usan únicamente en composiciones de hormigón vibrado para la realización de pavimentos industriales o de hormigones proyectados.Thus, the current trend leads to using fibers of total anchor or very rigid anchor for firm construction continuous without joints, so that anchor fibers less rigid as wavy or hook fibers are used only in vibrated concrete compositions for the realization of industrial or projected concrete pavements.
El objeto de la presente invención es proponer una composición de hormigón compactado con rodillo reforzado con fibras que permita limitar la presencia de fisuras manteniendo en todo momento un control de la abertura de las fisuras.The object of the present invention is to propose a concrete composition compacted with roller reinforced with fibers that allow to limit the presence of fissures keeping in at all times a control of the crack opening.
Este objeto se alcanza por el hecho de que la composición del hormigón compactado con rodillo reforzado con fibras según la invención, que contiene granulados, un aglutinante hidráulico y fibras metálicas de anclaje deformable, se caracteriza porque las fibras metálicas están constituidas por hilos sensiblemente cilíndricos que contienen una parte central longitudinal sensiblemente rectilínea que se prolonga por ambos lados por medio de una porción interpuesta de una parte de extremo curvado cuya forma es del tipo que impide el enganche de dos fibras colindantes, de manera que dichos hilos tienenThis object is achieved by the fact that the Composition of compacted concrete with fiber reinforced roller according to the invention, which contains granules, a binder Hydraulic and deformable anchor metal fibers, characterized because the metallic fibers are constituted by threads substantially cylindrical that contain a central part longitudinally substantially rectilinear that extends for both sides by means of an interposed portion of an end portion curved whose shape is the type that prevents the engagement of two fibers adjoining, so that said threads have
- un diámetro comprendido entre 0,38 y 1,05 mm,- a diameter between 0.38 and 1.05 mm
- una longitud total comprendida entre 19 y 80 mm,- a total length between 19 and 80 mm
- una longitud de las partes de extremo comprendida entre 1,5 y 4 mm,- a length of the end parts between 1.5 and 4 mm,
- un desplazamiento transversal entre la parte central y cada parte de extremo de al menos 0,75 mm,- a transverse displacement between the part center and each end part of at least 0.75 mm,
- un ángulo (\alpha, \alpha') obtuso inferior o igual a 160º entre cada porción interpuesta y la parte central,- a lower obtuse angle (α, α ') or equal to 160º between each interposed portion and the part central,
- un ángulo obtuso entre cada porción interpuesta y cada parte de extremo, y,- an obtuse angle between each interposed portion and each end part, and,
- una resistencia a la tracción mínima de 900 N/mm^{2},- a minimum tensile strength of 900 N / mm2,
y dicha composición incluye un contenido de aglutinante hidráulico comprendido entre 180 y 400 kg por metro cúbico de hormigón, un contenido de agua comprendido entre 90 y 150 litros por metro cúbico de hormigón, una dosificación de fibras metálicas comprendida entre 25 y 60 kg por metro cúbico de hormigón y un contenido de aditivo plastificante y/o retardante igual como máximo al 1,8% en peso del aglutinante hidráulico.and said composition includes a content of hydraulic binder between 180 and 400 kg per meter cubic concrete, a water content between 90 and 150 liters per cubic meter of concrete, a fiber dosage metal between 25 and 60 kg per cubic meter of concrete and a plasticizer and / or retardant additive content equal to maximum 1.8% by weight of the hydraulic binder.
En el sentido de la invención, el aglutinante hidráulico está constituido por una combinación, en proporciones variables, de escoria de cemento, escoria molida, cenizas volantes, yeso (fosfoyeso o anhidrita) y partículas ultrafinas (humos de sílice, puzolanas).In the sense of the invention, the binder hydraulic is constituted by a combination, in proportions Variable, cement slag, ground slag, fly ash, gypsum (phosphoyeso or anhydrite) and ultrafine particles (fumes of silica, pozzolans).
En contra de lo que pudiera esperarse, las fibras que se han seleccionado en la presente invención para introducirlas en una composición de hormigón compactado con rodillo han conducido a mejores resultados en términos de limitación y control de fisuración. El uso de fibras como las definidas anteriormente, que presentan partes curvadas en el extremo, sensiblemente cilíndricas en toda la longitud, en una composición de hormigón compactado con rodillo, permite, de modo sorprendente, obtener un justo equilibrio entre la limitación del número de fisuras y la limitación de la abertura de las fisuras presentes.Contrary to what might be expected, the fibers which have been selected in the present invention to introduce them in a roller compacted concrete composition have driven to better results in terms of limitation and control of cracking The use of fibers as defined above, which they present curved parts at the end, substantially cylindrical over the entire length, in a concrete composition compacted with roller, allows, surprisingly, to obtain a fair balance between the limitation of the number of cracks and the limitation of the opening of the cracks present.
Las fibras de anclaje total o de anclaje muy rígido presentan una resistencia fuerte de anclaje hasta una abertura de fisura de 1 mm. Sin embargo, si la fisura se abre más, se asiste a una ruptura de las fibras y a un descenso muy rápido del efecto de costura de los bordes de la fisura.Total anchor fibers or very anchor rigid have a strong anchoring resistance up to a 1 mm crack opening. However, if the fissure opens more, it witnesses a breakdown of the fibers and a very rapid descent of the sewing effect of the fissure edges.
Hasta una abertura de fisura de 1 mm, la fibra según la invención asegura un efecto de anclaje fuerte, prácticamente equivalente al de la fibra de anclaje total. Por el contrario, la eficacia del anclaje se conserva en las aberturas de fisuras mucho más importantes, que van de 3 a 4 milímetros. La composición según la invención presenta un intervalo constante de ductilidad mucho más seguro que el efecto de ruptura observado por encima de 1 mm con una fibra de anclaje total, por ejemplo en el caso de un hundimiento localizado de la plataforma del firme y de una abertura de fisura que podría superar los 2 mm.Up to a crack opening of 1 mm, the fiber according to the invention ensures a strong anchoring effect, practically equivalent to that of total anchor fiber. For him on the contrary, the effectiveness of the anchor is preserved in the openings of much more important fissures, ranging from 3 to 4 millimeters. The Composition according to the invention has a constant range of ductility much safer than the rupture effect observed by over 1 mm with a total anchor fiber, for example in the case of a localized collapse of the platform of the firm and of a crack opening that could exceed 2 mm.
Ventajosamente, los hilos que conforman las fibras tienen un diámetro comprendido entre 0,65 y 0,85 mm y una relación longitud total/diámetro comprendida entre 65 y 85. En particular, las fibras poseen una relación longitud total/diámetro del orden de 80. Según una particularidad, cada parte de extremo curvada está formada por una parte rectilínea unida a la parte central por dicha parte inclinada que comprende al menos dos codos.Advantageously, the threads that make up the fibers have a diameter between 0.65 and 0.85 mm and a total length / diameter ratio between 65 and 85. In In particular, the fibers have a total length / diameter ratio of the order of 80. According to a particularity, each end part curved is formed by a rectilinear part attached to the part central by said inclined part comprising at least two elbows.
Ventajosamente, las fibras utilizadas en la presente invención son fibras de 0,75 mm de diámetro, de una longitud total de 60 mm y con una resistencia a la tracción de al menos 1.100 N/mm^{2}. Esta fibra tiene igualmente como dato de interés, para una misma dosificación en peso en el hormigón, un número de fibras doble que el del número de fibras de diámetro de 1 mm usadas tradicionalmente. Para lograr un endurecimiento llevado más lejos en el trefilado, el hilo más fino tiene además un límite elástico más elevado que le hace más eficaz que un hilo de 1 mm de diámetro.Advantageously, the fibers used in the present invention are 0.75 mm diameter fibers, of a total length of 60 mm and with a tensile strength of at minus 1,100 N / mm2. This fiber also has the data of interest, for the same weight dosage in concrete, a number of fibers double that of the number of fibers with a diameter of 1 mm traditionally used. To achieve a hardening led further in the wire drawing, the thinner thread also has a limit higher elastic that makes it more effective than a 1 mm thread diameter.
La fisuración observada en los hormigones obtenidos a partir de la composición según la invención se mantiene limitada a valores comprendidos entre 0,3 y 1 mm. Con una limitación semejante de las fisuras, resulta que los agregados del hormigón que forman la superficie irregular de las paredes de la fisura permanecen empotrados entre ellos y mantenidos en su posición, con el efecto de empotramiento garantizado por las fibras ancladas en la matriz del hormigón de una parte a otra de la fisura. Este bloqueo mutuo de los granulados entre sí y de las fibras que garantiza una "costura" de los bordes de la fisura hace que la fisura así controlada no debilite sensiblemente la estructura global del firme. La fisura no está activa, en el sentido de que no evoluciona bajo las restricciones del tráfico pesado en el curso del tiempo de servicio del firme. Además, con los bordes de la fisura permaneciendo empotrados mecánicamente por los contactos intergranulares entre los constituyentes del hormigón, las fibras tienen en consecuencia una menor exigencia de fatiga, lo que garantiza una buena durabilidad del firme.The cracking observed in concrete obtained from the composition according to the invention is maintained limited to values between 0.3 and 1 mm. With a similar limitation of cracks, it turns out that the aggregates of the concrete that form the irregular surface of the walls of the fissure remain embedded between them and maintained in their position, with the embedding effect guaranteed by the fibers anchored in the concrete matrix from one part to another of the fissure. This mutual blocking of the granules with each other and of the fibers that guarantees a "seam" of the edges of the fissure it makes the fissure thus controlled not significantly weaken the global structure of the firm. The fissure is not active, in the sense that it doesn't evolve under traffic restrictions heavy in the course of the firm's service time. Also with the edges of the fissure remain mechanically embedded by intergranular contacts between concrete constituents, the fibers consequently have a lower fatigue requirement, which which guarantees a good durability of the firm.
Además, en el caso en que la abertura de las fisuras permanezca por debajo de 1 mm, se ha demostrado que el agua posiblemente cargada de sal del tratamiento anticongelante no penetra en una fisura de este tipo incluso si ésta se destapa en superficie. Así, los riesgos de corrosión de las fibras en la fisura están limitados.In addition, in the case where the opening of the cracks remain below 1 mm, it has been shown that water possibly loaded with salt from the antifreeze treatment no penetrates a fissure of this type even if it is uncovered in surface. Thus, the risks of corrosion of the fibers in the Fissure are limited.
Los agregados utilizados contienen del 70 al 100% de materiales machacados, que presentan ángulos vivos y una forma próxima al cuadrado, y una granulometría comprendida entre 0 y 14 mm, de manera que se evitan los fenómenos de segregación, es decir, de separación de los elementos grandes. La composición de hormigón comprende además, preferentemente, un aditivo plastificante que facilita la compactación por lubricación intergranular y permite obtener una densidad próxima a 2.400 kg/m^{3} de hormigón con consecuencias favorables, como una resistencia más elevada y la posibilidad de reducir la dosificación de aglutinante hidráulico.The aggregates used contain 70 to 100% of crushed materials, which have vivid angles and a shape close to the square, and a particle size between 0 and 14 mm, so that segregation phenomena are avoided, that is, of separation of the large elements. Concrete composition also preferably comprises a plasticizer additive that facilitates compaction by intergranular lubrication and allows obtain a density close to 2,400 kg / m3 of concrete with favorable consequences, such as higher resistance and possibility of reducing the dosage of binder hydraulic.
El contenido de agua óptimo viene determinado por el ensayo Proctor Modificado y oscila entre el 4 y el 6% de los constituyentes secos del hormigón.The optimum water content is determined by the Modified Proctor test and ranges between 4 and 6% of dry constituents of concrete.
Ventajosamente, la composición incluye un contenido de aglutinante hidráulico próximo a entre 250 y 300 kg por metro cúbico de hormigón, un contenido de agua del 4 al 6% del peso de los constituyentes secos del hormigón, es decir, aproximadamente de 100 a 150 litros de agua por metro cúbico de hormigón, una dosificación de fibras metálicas comprendida entre 25 y 50 kg, preferentemente entre 30 y 40 kg, por metro cúbico de hormigón. A título de ejemplo, la composición comprende 280 kg de aglutinante hidráulico y 110 litros por metro cúbico de hormigón.Advantageously, the composition includes a Hydraulic binder content close to 250 to 300 kg per cubic meter of concrete, a water content of 4 to 6% of the weight of dry concrete constituents, that is, approximately 100 to 150 liters of water per cubic meter of concrete, a dosage of metallic fibers between 25 and 50 kg, preferably between 30 and 40 kg, per cubic meter of concrete. By way of example, the composition comprises 280 kg of hydraulic binder and 110 liters per cubic meter of concrete.
Ventajosamente, el contenido de aditivo es al menos igual al 0,3% del peso del aglutinante hidráulico. Es posible obtener un efecto de lubricación intergranular con ayuda de una baja dosificación de plastificante, por ejemplo del 0,3 al 0,5% del peso de aglutinante hidráulico. Por el contrario, el efecto retardante del fraguado del hormigón, en la medida en que se utiliza el mismo producto para el efecto plastificante y el retardante, sólo puede obtenerse con dosificaciones más elevadas de plastificante, por ejemplo con un mínimo del 0,7% del peso de aglutinante hidráulico si que quiere conservar la manejabilidad del hormigón fresco durante 20 horas aproximadamente, por ejemplo para volver a fraguar al día siguiente sobre el hormigón de la víspera.Advantageously, the additive content is at less than 0.3% of the weight of the hydraulic binder. it's possible obtain an intergranular lubrication effect with the help of a low dosage of plasticizer, for example from 0.3 to 0.5% of hydraulic binder weight. On the contrary, the effect retardant of setting of concrete, to the extent that it is used the same product for the plasticizing and retarding effect, can only be obtained with higher dosages of plasticizer, for example with a minimum of 0.7% of the weight of hydraulic binder if you want to keep the workability of the fresh concrete for approximately 20 hours, for example for set again the next day on the concrete of the eve.
La composición de hormigón según la invención puede usarse para la realización o el refuerzo de estructuras de firmes o de zonas industriales que tengan que soportar fuertes cargas de tráfico, como las producidas por el paso frecuente de camiones, máquinas pesadas o aviones de transporte masivo, por ejemplo.The concrete composition according to the invention can be used for the realization or reinforcement of structures of firm or industrial areas that have to endure strong traffic loads, such as those produced by the frequent passage of trucks, heavy machines or mass transport aircraft, by example.
La composición según la invención permite una capa de hormigón que presenta una resistencia a la flexión continuamente variable en un intervalo de abertura de fisuración extendida, por ejemplo de 0 a 4 mm, y sin ruptura de fibras. Según una particularidad, la variación de resistencia en dicho intervalo es inferior en menos de un 20% con respecto a su valor nominal.The composition according to the invention allows a concrete layer that has a flexural strength continuously variable in a crack opening interval extended, for example from 0 to 4 mm, and without fiber breakage. According a particularity, the variation of resistance in said interval It is less than 20% less than its nominal value.
La aplicación del material según la invención se efectúa por medio de una pavimentadora asfáltica, que es un material usado generalmente para la aplicación de materiales bituminosos, o por medio de una niveladora. A continuación se densifica el hormigón mediante un compactador de varias toneladas que contiene uno o dos rodillos vibratorios. Esta compactación puede seguirse posteriormente de un efecto de amasado aportado por la acción de un compactador neumático que aplica por ejemplo una carga de 3 a 5 toneladas por rueda.The application of the material according to the invention is made by an asphalt paver, which is a material generally used for the application of bituminous materials, or by means of a bulldozer. Then the concrete by means of a compactor of several tons that contains one or two vibratory rollers. This compaction can be followed subsequently of a kneading effect contributed by the action of a pneumatic compactor that applies for example a load of 3 to 5 tons per wheel
El hormigón compactado reforzado con fibras puede seguidamente cubrirse directamente con una capa de rodadura bituminosa, de manera que el curado del hormigón puede efectuarse por una emulsión de betún asfáltico con gravilla. Un firme constituido por una capa de base de hormigón según la invención, y luego recubierto por una capa de rodadura bituminosa presenta la ventaja de una separación de funciones, ya que el hormigón de cemento garantiza un tiempo de vida largo de la estructura bajo tráfico pesado, y la mezcla bituminosa permite obtener un tapiz que presenta cualidades específicas elevadas, por ejemplo una mezcla drenante que absorbe el agua de lluvia y/o una mezcla acústica que limita el ruido de rodadura. La capa de hormigón puede igualmente estar recubierta de un microhormigón con una alta dosis de cemento, constituido por una mezcla de tres componentes, que son cemento, arena para relleno (que contiene una parte importante de elementos finos) y una arena que contiene pocos elementos finos, de manera que la arena para relleno contiene al menos del 10 al 20% de elementos finos inferiores a 0,080 mm.Fiber reinforced compacted concrete can then cover directly with a rolling layer bituminous, so that concrete curing can take place by an asphaltic bitumen emulsion with gravel. A firm constituted by a concrete base layer according to the invention, and then covered by a bituminous rolling layer presents the advantage of a separation of functions, since the concrete of cement guarantees a long lifetime of the low structure heavy traffic, and the bituminous mixture allows to obtain a tapestry that it has high specific qualities, for example a mixture drainage that absorbs rainwater and / or an acoustic mixture that Limit rolling noise. The concrete layer can also be coated with a micro concrete with a high dose of cement, consisting of a mixture of three components, which are cement, filler sand (which contains an important part of elements fine) and an arena that contains few fine elements, so that the filler sand contains at least 10 to 20% of fine elements less than 0.080 mm.
Más allá de su aplicación para la realización de firmes nuevos continuos sin juntas con muy buenas condiciones de durabilidad, el hormigón compactado con rodillo reforzado con fibras según la invención puede usarse en el refuerzo de firmes. Simultáneamente a un refuerzo, este procedimiento puede también regular el problema de formación de roderas en los firmes bituminosos mediante la adición de una capa fina de 5 a 18 cm, recubierta de una mezcla bituminosa fina o muy fina.Beyond its application for the realization of firm new continuous without joints with very good conditions of durability, concrete compacted with roller reinforced with Fibers according to the invention can be used in firm reinforcement. Simultaneously to a reinforcement, this procedure can also regulate the problem of roll formation in the firm bituminous by adding a thin layer of 5 to 18 cm, coated with a fine or very fine bituminous mixture.
En el curso de la descripción explicativa detallada que se ofrece a continuación sobre un modo de realización particular actualmente preferido de la invención, en referencia al dibujo esquemático anexo, se comprenderá mejor la invención y aparecerán más claramente otros fines, detalles, características y ventajas.In the course of the explanatory description detailed below on an embodiment presently preferred particular of the invention, in reference to attached schematic drawing, the invention will be better understood and other purposes, details, characteristics and advantage.
En este dibujo:In this drawing:
- la figura 1 es un diagrama que ilustra la técnica anterior y en el que se representan los resultados de las pruebas de desgarro de una fibra de anclaje total y de una fibra de anclaje deformable que presentan ambas un diámetro de hilo de 1 mm;- Figure 1 is a diagram illustrating the prior art and in which the results of the tear tests of a total anchor fiber and a fiber of deformable anchor that both have a wire diameter of 1 mm;
- la figura 2 es una vista esquemática parcial y lateral de una fibra utilizable en una composición según la invención; y- Figure 2 is a partial schematic view and side of a fiber usable in a composition according to the invention; Y
- la figura 3 es un diagrama que ilustra los ensayos de flexión de varios prismas obtenidos a partir de una composición según la invención en comparación con composiciones según la técnica anterior.- Figure 3 is a diagram illustrating the bending tests of several prisms obtained from a composition according to the invention compared to compositions according to the prior art.
Según la figura 2, la composición según la invención comprende fibras metálicas constituidas por hilos 10 provistos de partes curvadas en el extremo 12. Los hilos son sensiblemente cilíndricos en toda su longitud L y contienen una parte central 11 sensiblemente rectilínea que se prolonga por ambos lados con una porción interpuesta inclinada 13 que se prolonga por dicha parte de extremo 12. Cada parte 12 está formada por una parte rectilínea unida a la parte central 11 por dicha porción interpuesta inclinada 13 que contiene al menos dos codos. Los hilos presentan un diámetro d comprendido entre 0,38 y 1,05, una longitud total L comprendida entre 19 y 80 mm, y una resistencia a la tracción mínima de 900 N/mm^{2}.According to figure 2, the composition according to invention comprises metallic fibers consisting of threads 10 provided with curved parts at the end 12. The threads are substantially cylindrical throughout its length L and contain a central part 11 substantially rectilinear that extends for both sides with an inclined interposed portion 13 which is extended by said end part 12. Each part 12 is formed by a part rectilinear attached to the central part 11 by said portion inclined interposition 13 containing at least two elbows. The threads they have a diameter d between 0.38 and 1.05, a length total L between 19 and 80 mm, and a resistance to minimum tensile of 900 N / mm2.
Las dos partes de extremo 12 de un hilo pueden tener una forma diferente o similar. La longitud l, l' de las partes rectilíneas de las partes de extremo 12 puede ser diferente o similar y está comprendida entre 1,5 y 4 mm. La porción inclinada 13 de cada parte de extremo forma con la parte central rectilínea 11 un ángulo \alpha o \alpha' obtuso igual o inferior a 160º. Los dos ángulos \alpha, \alpha' así definidos pueden ser idénticos o diferentes. Una de las porciones intermedias de una parte de extremo no está forzosamente en el plano formado por la otra porción intermedia y la parte central 11. Además, cada parte de extremo no está forzosamente en el plano formado por su parte intermedia y la parte central. Los desplazamientos transversales h, h' entre la parte central 11 y cada parte de extremo pueden ser idénticos o diferentes, y son de al menos 0,75 mm. En el ejemplo aquí descrito, la composición según la invención comprende fibras comercializadas con la marca "Dramix 80/60". La fibra "Dramix 80/60" es una fibra que se caracteriza por una longitud total L de 60 mm para un diámetro d de 0,75 mm, con una relación \lambda de 80, y una resistencia a la tracción de al menos 1.100 N/mm^{2}. Los dos ángulos \alpha, \alpha' son sensiblemente idénticos y las porciones intermedias, las partes de extremo y la parte central 11 están sensiblemente en el mismo plano.The two end portions 12 of a thread can have a different or similar form. The length l, l 'of the rectilinear parts of end portions 12 may be different or similar and is between 1.5 and 4 mm. The inclined portion 13 of each end part forms with the rectilinear central part 11 an angle α or α 'obtuse equal to or less than 160 °. The two angles α, α 'so defined can be identical or different. One of the intermediate portions of a part of end is not necessarily in the plane formed by the other intermediate portion and the central part 11. In addition, each part of end is not necessarily in the plane formed by its part intermediate and the central part. Transverse displacements h, h 'between the central part 11 and each end part may be identical or different, and are at least 0.75 mm. In the example described herein, the composition according to the invention comprises fibers marketed under the "Dramix 80/60" brand. "Dramix fiber 80/60 "is a fiber that is characterized by a total length L 60 mm for a diameter d of 0.75 mm, with a ratio λ of 80, and a tensile strength of at least 1,100 N / mm2. The two angles α, α 'are noticeably identical and the intermediate portions, the end parts and the central part 11 are substantially in the same plane.
Se han realizado diferentes composiciones según la tabla II, con las composiciones 1, 2 y 4 que difieren entre sí únicamente por la naturaleza de las fibras que contienen. La composición 1 incluye fibras "Twincone" de tipo de anclaje total, la composición 2 incluye fibras "Dramix FL 45/50" de tipo de extremos en ganchos aplanados y la composición 4 según la invención incluye fibras "Dramix 80/60". En estas tres composiciones, las fibras tienen dosificaciones de 30 kg/m^{3}. La composición 3 incluye fibras "Dramix FL 45/50" como la composición 2, pero éstas tienen dosificaciones de 35 kg/m^{3}.Different compositions have been made according to Table II, with compositions 1, 2 and 4 that differ from each other solely because of the nature of the fibers they contain. The Composition 1 includes "Twincone" anchor type fibers total, composition 2 includes "Dramix FL 45/50" fibers of type of ends in flattened hooks and composition 4 according to the invention includes "Dramix 80/60" fibers. In these three Compositions, the fibers have dosages of 30 kg / m3. Composition 3 includes "Dramix FL 45/50" fibers such as composition 2, but these have dosages of 35 kg / m 3.
La formulación de las composiciones de hormigón se ha definido de manera que satisfaga un criterio de resistencia a la compresión del orden de 50 a 60 MPa, respetando en todo momento la curva de granulometría en vigor para los hormigones compactados con rodillo (NF P 98-128). La resistencia a la compresión medida en cilindros de dimensión 16 x 32 cm, conforme a la norma en vigor, viene dada en la tabla III. Los ensayos se han realizado con tres cilindros de hormigón para cada composición 1 a 4.The formulation of concrete compositions has been defined in a way that satisfies a criterion of resistance to Compression of the order of 50 to 60 MPa, respecting at all times the granulometry curve in force for compacted concrete with roller (NF P 98-128). Resistance to compression measured in cylinders of dimension 16 x 32 cm, according to the current norm is given in table III. The trials have been made with three concrete cylinders for each composition 1 a Four.
Para caracterizar el aporte de fibras al nivel de la capacidad para mantener una carga residual durante un mecanismo de fisuración del material, se han realizado ensayos de flexión en prisma. Se ha ensayado con prismas en flexión circular. Teniendo en cuenta el tamaño de las fibras, se han elegido prismas de grandes dimensiones, con una longitud de 70 cm, una altura de 20 cm y una anchura de 15 cm. La distancia entre los puntos de apoyo durante la flexión era de 60 cm y la distancia entre los puntos de aplicación de la carga de 20 cm. Cada prisma estaba cortado previamente en sección central con el fin de localizar la fisura. Un detector puenteaba este corte y ha permitido controlar los ensayos directamente en la abertura de la fisura. La figura 3 muestra los resultados de ensayos comparativos de flexión efectuados para evaluar las eficacias de diferentes fibras en control de fisuración del hormigón.To characterize the fiber contribution at the level of the ability to maintain a residual load during a mechanism of cracking of the material, bending tests have been carried out in prism. It has been tested with prisms in circular flexion. Having in fiber size counts, large prisms have been chosen dimensions, with a length of 70 cm, a height of 20 cm and a width of 15 cm. The distance between the support points during the flexion was 60 cm and the distance between the points of application of the load of 20 cm. Each prism was previously cut in central section in order to locate the fissure. A detector bypassed this cut and allowed to control the trials directly at the crack opening. Figure 3 shows the results of comparative flexural tests performed for evaluate the efficiencies of different fibers in cracking control of concrete.
Las curvas 1 a 4 corresponden respectivamente a las composiciones 1 a 4 definidas precedentemente. La aparición de la fisura se efectúa bajo un nivel de carga del orden de 25 kN para las diferentes composiciones.Curves 1 to 4 correspond respectively to the compositions 1 to 4 defined above. The appearance of the crack is made under a load level of the order of 25 kN to The different compositions.
El prisma obtenido con la composición 1 que contiene fibras "Twincone" presenta una pérdida de carga después de la aparición de la fisura hasta 0,2 mm aproximadamente de abertura, y después las fibras permiten una reanudación de esfuerzo. A partir de un milímetro de fisura en flexión, que corresponde a la capacidad de resistencia máxima, las fibras empiezan a romperse, lo que se traduce en saltos sucesivos de carga y un decrecimiento muy rápido de la capacidad de resistencia del prisma.The prism obtained with composition 1 which contains fibers "Twincone" presents a loss of load after the appearance of the fissure up to 0.2 mm approximately opening, and then the fibers allow a resumption of effort. From one millimeter of flexion fissure, which corresponds to the maximum strength capacity, the fibers begin to break, what which results in successive jumps of load and a decrease very rapid resistance of the prism.
El prisma de la composición 4 según la invención presenta una ligera pérdida de carga en la aparición de la fisura y luego una reanudación de esfuerzo. La capacidad de resistencia máxima se obtiene para una abertura de fisura comprendida entre 1 y 1,5 mm. La capacidad de resistencia disminuye después muy progresivamente.The prism of the composition 4 according to the invention it presents a slight loss of load in the appearance of the fissure and then a resumption of effort. Resistance capacity maximum is obtained for a crack opening between 1 and 1.5 mm The resistance capacity decreases after very progressively
Para la composición 2 que incluye fibras "Dramix FL 45/50" con dosificación de 30 kg, el prisma exhibe una pérdida de carga muy importante (del orden del 50%) después de la aparición de la fisura. Por encima de una cierta abertura de fisura del orden de 1,8 mm, son visibles saltos de carga en la curva. Estos saltos traducen rupturas de fibras, como en el caso de la composición 1.For composition 2 which includes fibers "Dramix FL 45/50" with 30 kg dosage, the prism exhibits a very important load loss (of the order of 50%) after the appearance of the fissure. Above a certain opening of 1.8 mm fissure, load breaks are visible in the curve. These jumps translate fiber ruptures, as in the case of the composition 1.
Para la composición 3, que contiene fibras "Dramix FL 45/50" con dosificaciones de 35 kg, los resultados son similares a los obtenidos con la composición 2, sólo que el aumento de la dosificación de fibras permite una capacidad de carga superior.For composition 3, which contains fibers "Dramix FL 45/50" with dosages of 35 kg, the results they are similar to those obtained with composition 2, only that the Increase in fiber dosage allows a load capacity higher.
La capacidad de reanudación de esfuerzo después de fisuración es sensiblemente del mismo orden de magnitud para las composiciones 1, 3 y 4. Las fibras presentan sensiblemente el mismo potencial con respecto a la fisuración para aberturas restringidas a 1 mm. Por encima de ello, el comportamiento intrínseco de las fibras, que conduce a una ruptura o un desgarro, modifica el comportamiento de una sección fisurada. La fibra de anclaje total muestra la mayor resistencia del anclaje hasta una abertura de fisura de 1 mm. Sin embargo, si la fisura se abre más, se asiste a una ruptura de las fibras y a un descenso muy rápido del efecto de costura de los bordes de la fisura. Hasta una abertura de fisura de 1 mm, la fibra según la invención muestra una resistencia de anclaje ligeramente más débil, del orden del 7%, que la obtenida con una fibra de anclaje total. Por el contrario, la eficacia del anclaje se conserva en aberturas de fisuras mucho más importantes que van de 3 a 4 mm, que no es el caso durante el uso de fibras de anclaje total o de otras fibras.The ability to resume effort later of cracking is substantially of the same order of magnitude for Compositions 1, 3 and 4. The fibers have substantially the same cracking potential for restricted openings to 1 mm Above that, the intrinsic behavior of fibers, which leads to a tear or tear, modifies the behavior of a cracked section. The total anchor fiber shows the highest anchor strength to an opening of 1 mm fissure. However, if the fissure opens further, it assists a breakdown of the fibers and a very rapid decrease in the effect of seam of the edges of the fissure. Up to a crack opening of 1 mm, the fiber according to the invention shows a resistance of slightly weaker anchor, of the order of 7%, than that obtained with A total anchor fiber. On the contrary, the effectiveness of anchor is preserved in much more important fissure openings ranging from 3 to 4 mm, which is not the case during the use of fiber total anchor or other fibers.
Aunque la invención se haya descrito en conexión con un modo de realización particular, es muy evidente que no está en ningún modo limitada y que incluye todas las equivalencias técnicas de los medios descritos, así como sus combinaciones si éstas entran dentro del marco de la invención, de manera que la extensión de la protección está determinada por el contenido de las reivindicaciones.Although the invention has been described in connection with a particular embodiment, it is very evident that it is not in no way limited and that includes all equivalences media techniques described, as well as their combinations if these fall within the scope of the invention, so that the extent of protection is determined by the content of the claims.
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