HORMIGN ESTRUCTURAL CON FIBRAS DE MADERAVerstil hormign especial que utiliza materiales locales naturales en un flexible proceso de fabricacin

Boletn ICPA N 136 Julio Agosto 1990El hormign estructural con fibras de madera es un material extremadamente verstil. Puede ser usado, tanto en climas fros como clidos, para la elaboracin de elementos estructurales y no estructurales para edificios, que pueden fabricarse mediante procesos manuales como mecanizados, automticamente controlados m ediante computadoras. Su versatilidad permite su produccin y utilizacin en variados ambientes climticos y sociales. Este hormign especial fue desarrollado con la idea de utilizar los materiales naturales locales de cada pas y rea de construccin. Su tecnologa ha sido aplicada fundamentalmente a las fibras de madera (rboles conferos y gomeros), pero otras fibras naturales como papel de desecho, bamb, lino, cscara y paja de arroz, pueden usarse si los ensayos acusan resultados aceptables. El hormign estructural con fibras de madera fue originalmente desarrollado por el centro de Investigaciones Tcnicas de Finlandia, entre los aos 1984 y 1987. Esta investigacin fue aplicada por la Compaa Finlandesa ACOTEC (Advanced Construction Technology) que desarroll una planta para la fabricacin de paneles de hormign con fibras de madera. Una empresa constructora comenz en Singapur en 1987 la fabricacin de los paneles empleando el equipo desarrollado por ACOTEC. Ms recientemente una compaa construct ora finlandesa (Finna Housing Ltd) ha estado usando el hormign con fibras de madera para la construccin de pequeas casas en Indonesia. Los elementos prefabricados para este hormign con fibras son los paneles para paredes y losas. Para la produccin de estos elementos se usan procesos altamente mecanizados y automatizados, pero procesos manuales de fabricacin son posibles en pases en desarrollo, en forma econmica. Las propiedades bsicas del hormign, principalmente densidad, resistencia, trabajabilid ad del hormign y conductividad trmica, pueden modificarse dependiendo del uso que ha de darse al hormign. El hormign se clasifica sobre la base de su densidad. Las densidades estn usualmente comprendidas entre 1200 Kg./m3 y 2000 Kg./m3, pero en casos especiales pueden usarse hormigones con menores densidades. Los requerimientos relativos a su resistencia a las acciones del medio ambiente, termitas y fuego son satisfechos por las diferentes variedades del hormign con fibras de madera. Propiedades del material El hormign estructural con fibras puede ser clasificado sobre la base de su densidad (las propiedades fsicas y mecnicas de este material estn relacionadas con la densidad). Es normal trabajar con hormigones de 1200 y 1500 Kg./m3 y los segundos estn destinados a soportar cargas. Ambos hormigones pueden ser aserrados y clavados con herramientas ligeras, pero solamente los segundos proveen buena adherencia con los clavos. En cuanto a resistencias a compresin y flexin, los que tienen una densida d de 1200 Kg./m3 alcanzan valores a compresin de 60 a 80 Kg./cm2 y a flexin de 20 a 30 Kg./cm2, y los segundos de 100 a 150 Kg./cm2 y de 30 a 60 Kg./cm2 a compresin y flexin, respectivamente. Ambos son resistentes a la humedad, al hielo y a la accin d e las termitas y del fugo, presentando buena aislamiento y absorcin de los sonidos, y sus constituyentes no afectan la salud. Efectos de la humedad sobre las propiedades mecnicas El efecto del contenido de humedad sobre la resistencia y mdulo de elasti cidad de este hormign es similar al del hormign convencional. Los ensayos comparativos realizados sobre un hormign con fibras de madera almacenado en un ambiente con 40% de humedad relativa, con otro guardado en un ambiente con 70% de humedad relativa, indican una reduccin de la resistencia a la compresin y del mdulo de elasticidad del hormign. Por ejemplo, para hormign con fibras de madera en la resistencia a la compresin y mdulo de elasticidad a humedades relativas de 40% y 80&, son 13% y 5% respectivamente. Fluencia y traccin

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El coeficiente de fluencia del hormign con fibras de madera decrece con el crecimiento de la densidad. La contraccin es afectada tanto por el secado como por los factores qumicos. En hormigones con fibras naturales, las fibras controlan el comportamiento de la humedad en la pasta de cemento. Los cambios en el contenido de humedad de la pasta a su vez afectan la tensin en la totalidad del material. La contraccin de las fibras naturales es controlada primordialmente p or el contenido de cemento de la pasta, mientras las fibras naturales controlan el contenido de humedad del hormign. A causa de que las fibras naturales causan porosidad capilar del hormign, el contenido de humedad del hormign con fibras naturales cambi a rpidamente con los cambios de las condiciones externas de humedad. La porosidad capilar tambin causa la contraccin rpida del hormign. La contraccin es afectada por la relacin agua cemento y puede ser determinada para cada mezcla de hormign. En los elementos prefabricados con hormign con fibras de madera, la mayor parte de la contraccin tiene lugar rpidamente despus del moldeo (durante el acopio y almacenamiento) y la menor parte cuando el elemento deja el almacenamiento. Resistencia al fueg o La resistencia al fuego de una estructura depende parcialmente del material de que est compuesta y de sus propiedades estructurales. El hormign con fibras de madera est clasificado como no inflamable (incombustible) para densidades de 1000 Kg./m3 o mayores. En usos estructurales, la capilaridad de las fibras y la alta resistencia a la traccin son propiedades muy favorables, desde que ellas previenen el cuarteo de la cubierta de hormign cuando est sometida al fuego. Por ejemplo, un panel de hormign con fibras de madera con canalculos interiores de 37 mm de dimetro y una densidad de 1000 Kg./m 3, con una humedad relativa del 40%, se someti a un ensayo estandardizado. El tiempo de resistencia al fuego del panel fue de 84 min, cundo la temperatura de la superficie no expuesta al fuego exceda del lmite de 180 C. Al finalizar el ensayo, 90 min despus de iniciado, el panel de l a pared reuna las condiciones de estabilidad requeridas. Aislamiento y absorcin del sonido El hormign de fibras naturales rene buenas condiciones para el aislamiento de los sonidos, a causa de su bajo mdulo de elasticidad y falta de homogeneidad. El aislamiento del sonido depende del conjunto de la estructura y debe ser evaluada caso por caso . La absorcin del sonido del hormign con fibras de madera vara aproximadamente entre un 25% para una densidad de 1000 Kg./m 3 hasta aproximadamente un 35 % para una densidad de 1200 Kg./m3 Resistencia a la intemperie El hormign estructural con fibras na turales es resistente a la accin de la humedad y de la intemperie. En estructuras al aire libre, las superficies pintadas, enlucidas o tratadas con agentes impregnantes limitan la absorcin de agua y minimizan la contraccin. Resistencia a las termitas Esta resistencia se obtiene en hormigones con densidades superiores a 1000 kg/m3. Resistencia a la congelacin Se obtiene dosificando adecuadamente el hormign reforzado con fibras de madera. Las superficies pintadas, enlucidas o tratadas, expuestas al me dio ambiente, previenen la absorcin de la humedad y mejoran su resistencia a la intemperie. Produccin mecanizada La planta de produccin instalada en Singapur, a la que se hizo referencia, es totalmente automtica. La produccin del hormign con fibras de madera se controla mediante computadora de modo de asegurar la calidad de la mezcla.

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Empleo de paneles de hormign con fibras de madera en la construccin Los paneles son ensamblados en sitio para la construccin de paredes. Mediante clavos y mortero de cemento se unen para formar las paredes y se conectan con el cielorraso. Despus de recibir un delgado enlucido en ambas superficies, una vez terminadas las paredes, pueden ser empapeladas o pintadas. Los paneles pueden ser modificados y usados como base . Igualmente pueden usarse para muros que soportan cargas en pequeas viviendas de uno o dos pisos o en fachadas tanto de edificios pequeos como de varios pisos. Usados como unidades de fachada la superficie externa debe ser cubierta con un impermeabilizante para evitar la penetracin de la humedad en los poros del material. Bombeo del hormign con fibras de madera Este hormign puede ser empleado para la construccin en sitio (no premoldeada). En una experiencia realizada en Finlandia, las paredes portan tes de una pequena casa fueron construidas bombeando el hormign dentro de moldes formados con bloques de poliestireno. El hormign con fibras de madera constituye el elemento resistente de las paredes, mientras el revestimiento o moldes con bloques de pol iestireno que lo rodea provee el aislamiento necesario . Estas paredes proveen una alta aislamiento del calor. La instalacin de las paredes y el bombeo del hormign con fibras de madera en una pequea vivienda insumen el tiempo de un da. Las paredes como siempre, deben llevar un enlucido o tratamiento impermeabilizante y ser revocadas. Versatilidad El hormign con fibras de madera puede ser mezclado en cualquier planta convencional de hormign y ser bombeado en las mismas condiciones de este ltimo. Su alta resistencia a la traccin y su tenacidad son suficientemente buenas como para no requerir refuerzos de acero sino en grandes aberturas, y pequeos estribos en algunas esquinas. La baja densidad y la facilidad de trabajo del material endurecido para el aserrado, clavado y barrenado lo hace un material altamente adecuado en trabajos de reparaciones. La tecnologa del hormign con fibras naturales tiene un alto grado de flexibilidad. Materiales naturales y de desecho pueden usarse, especialmente en pases en desarrollo. En pases industrializados es posible la utilizacin de astillas de madera y de papel de desecho. El nico material costoso a utilizar es el cemento cuyo consumo puede disminuirse utilizando puzolanas naturales, cenizas volantes, polvo de c scara de arroz o escoria de alto horno. El hormign con fibras de madera puede ser usado para componentes verticales no estructurales y componentes horizontales secundarios estructurales en edificios de varios pisos. En casas de uno o dos pisos puede ser usado en miembros estructurales tanto horizontales como verticales. Los paneles de paredes pueden ser livianos y delgados, y usarse sin ningn aislamiento en climas clidos, o pesados con aislamiento especial en climas fros.

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