MXPA03001807A

MXPA03001807A - Concreto de fibras altamente resistente y ductil.

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Publication number: MXPA03001807A
Application number: MXPA03001807A
Authority: MX
Inventors: Hu Chong
Original assignee: Lafarge Sa
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2004-11-01
Also published as: HK1052919A1; JP4947507B2; AU2001287793A1; CN1466555A; DE60128930T2; US6887309B2; BR0113683B1; ZA200301717B; FR2813601A1; FR2813601B1; EP1315683A1; CA2420775C; HK1052919B; JP2004507431A; WO2002018291A1; BR0113683A; CA2420775A1; US20040050302A1; CN1232466C; EP1315683B1

Abstract

La invencion se refiere a un concreto en donde se dispersan fibras metalicas obtenidas mediante la mezcla con agua de una composicion que contiene: a) un cemento; b) elementos finos con reaccion puzolanica; c) elementos granulares divididos en dos categorias de granulos C1 mayor que 1 mm y menor que 5 mm y C p de 5 a 15 mm; d) aditivos para cemento; e) una cantidad de agua E que se agrega a la mezcla; f) un agente de dispersion y, de preferencia, un superplastificante; g) fibras metalicas en cantidades no mayores que 120 kg/m3 de concreto; el contenido de los diferentes constituyentes (a), (b), (C1), (C2), (d) y la cantidad de agua E, expresados en volumen, cumplen con las siguientes relaciones : razon 1 : 0.50=(C2) /C1)=1.20; razon 2: 0.35=[ (a)+(b)+(d)]/[ (C1)+(C2)]=0.60; razon 3: 0.10=(b)/(a)=0.30; razon 4: 0.5=E/ [ (a)+(b)+(d)]=0.75; razon 5: (d) / (a)=0.3. La invencion es util para fabricar dovelas sin refuerzos, losas y elementos de tipo placas, envolturas o similares.

Description

i CONCRETO DE FIBRAS ALTAMENTE RESISTENTE Y DÚCTIL La presente invención se refiere a concretos que contienen fibras y más particularmente a concretos basados en aglomerantes hidráulicos de alto desempeño de tipo cemento Portland o similar y que comprenden fibras metálicas. El término "concreto" como se emplea aquí abarca generalmente indiscriminadamente concretos, morteros o lechadas, a los cuales se hará referencia en el resto del presente texto. Hoy en día existen concretos de alto desempeño que no contienen fibras que presentan el inconveniente de ser frágiles con bajas resistencias a la flexión. Hoy en día, para muchos usos en ingeniería civil y más particularmente para el revestimiento de túneles que utilizan dovelas prefabricadas, se desean espesores delgados, lo que requiere de concretos de alto y muy alto desempeño. Además, dadas las condiciones severas a las cuales están sometidas estas dovelas, se desea una alta resistencia a la flexión así como una alta factibilidad de elaboración y ductilidad. Esto puede lograrse satisfactoriamente solamente, desde una perspectiva económica, con concretos armados que tienen estructuras pasivas convencionales, aún si son concretos de muy alto desempeño (resistencia a la compresión Re mayor que 120 Mpa) . Tales dovelas convencionales son sometidas a esfuerzos complejos y multidireccionales . Deben tener más particularmente una resistencia a la flexión medida en muestras prismáticas mayor que 15 Mpa, y seguir siendo dúctiles . El término ductilidad de un material no resiliente como, por ejemplo el concreto, se refiere a la capacidad del mismo para ser deformado más allá de su límite elástico sin romperse repentinamente y, de preferencia, teniendo un incremento de esfuerzo o por lo menos una meseta. Además, es deseable que tales concretos tengan una consistencia variable ubicándose dentro de un rango de firme a autoconformación según las aplicaciones. Hoy en día existen soluciones técnica recientes que incluyen concretos de muy alto desempeño que comprenden fibras metálicas u orgánicas, que son dúctiles o cuyo desempeño técnico hace posible fabricar miembros que tienen las características requeridas para dovelas de túnel. Más particularmente, las publicaciones de patente WO-99/28267 y EP-934915 proponen concretos que contienen fibras de muy alto desempeño que pueden cumplir el desempeño técnico deseado. Sin embargo, la solicitud de patente WO-99/28267 divulga un concreto con una estructura granular que consiste de partículas finas y ultrafinas que lo hacen de muy alto desempeño pero costoso para los usos requeridos. En la solicitud de patente EP-934915, el desempeño técnico requerido mencionado arriba se alcanza por un lado a través de elementos granulares muy duros, tales como bauxita calcinada que es un elemento granular costoso, por otro lado mediante la utilización de cantidades muy altas de partículas finas y ultrafinas, lo que hace que el material sea también costoso . Además del hecho que tales formulaciones son muy costosas, requieren, para su implementación, del uso de un equipo particular para introducir las fibras y mezclar el concreto que contiene fibras. Por consiguiente es difícil incrementarlas en las unidades para concreto listo para utilizarse convencionales con entrega de concreto a través de un camión mezclador remoto. Utilizando las fórmulas de la técnica anterior no se permite la obtención de soluciones satisfactorias desde la perspectiva económica para resolver el problema que ocurre, es decir, para la producción de un concreto dúctil con una resistencia a la compresión Re mayor que 120 MPa y una resistencia a la flexión Rfl mayor o igual a 15 Mpa (las resistencias Re y Rfl se miden en muestras cilindricas o prismáticas) y que comprenden como máximo 120 kg de fibras metálicas por m5 de concreto y esto, utilizando los elementos granulares convencionales, tales como los disponibles en las unidades de concreto listo para usarse clásicas o en las unidades de prefabricación. Con el objeto de obtener un objeto que cumple con tales criterios, el solicitante ha sido llevado, para obtener el desempeño mecánico deseado con niveles de costos de material mucho menores, a utilizar un concepto de formulación que difiere de la técnica anterior en donde se hace uso de una estructura granular del tipo apoloniano en presencia de fibras, y de una pasta de aglomerante optimizada desde la perspectiva mecánica y reológica; la cantidad de pasta en el concreto es determinada por el grado de soltura de la estructura granular requerida para obtener el nivel deseado de facilidad de elaboración. Un objeto de la presente invención es por consiguiente ofrecer un concreto de desempeño muy alto que tiene fibras metálicas con características mecánicas promedio (de conformidad con lo medido en muestras cilindricas o prismáticas, específicamente) Re > 120 MPa, y Rfl > 15 Mpa, mientras es dúctil y comprende como máximo 120 kg de fibras metálicas por m3 de concreto, y esto, utilizando los gránulos convencionales, tales como los disponibles en las instalaciones de concreto listo para utilizarse o en las instalaciones de fabricación de elementos prefabricados . Según el tipo de aplicación, tales concretos deberían tener una consistencia dentro de un rango de firme a autoconformación, la determinación de dicha consistencia ocurre de conformidad con el estándar DIN 1048.

La presente invención tiene por consiguiente el propósito de producir con los componentes habituales de los concretos de alto desempeño, un concreto que tiene fibras metálicas, con un contenido de fibras metálicas igual o mayor a 120 kg/m3, tales concretos permitiendo, en particular, la fabricación de dovelas para túneles sin estructuras y que tienen un espesor que puede ser inferior a 10 cm. La composición del concreto de conformidad con la presente invención permite la producción de concretos que contienen fibras con desempeño técnico mejorado y mejores costos en comparación con la técnica anterior. Más particularmente, la composición puede ser extendida al uso de cualquier tipo de fibras en el concreto. Las relaciones costo/desempeño resultantes son más favorables que las relaciones de las composiciones de concreto que contiene fibras conocidas hasta ahora. Los objetos de la presente invención se logran para producir un concreto que comprende una matriz de cemento endurecida en donde fibras metálicas están dispersas, que se obtiene a través de la mezcla de componentes que incluyen: a) un cemento con partículas que tienen un tamaño de grano D50 dentro de un rango de 10 a 20 um; b) elementos ultrafinos con una reacción puzolánica, las partículas de elementos tienen un tamaño de grano de D50 de un máximo de 1 um; c) elementos granulares distribuidos en dos clases granular Ci y C2 definidas a continuación: Ci: partículas con un tamaño mayor que 1 um y menor que 5 mm, C2: partículas con un tamaño dentro de un rango de 5 a 15 mm, y de preferencia de 6 a 12 mm; d) aditivos para cemento con un tamaño de grano D50 inferior o igual a 100 um; e) una cantidad de agua E agregada a la mezcla; f) un agente de dispersión, de preferencia un superplastificante, presente en una proporción de materia seca dentro de un rango de 1.5 a 5% en volumen con base en el cemento; g) fibras metálicas, en un cantidad máxima igual a 120 kg por mJ de concreto y que tiene una longitud individual 1 tal que el concreto tenga una relación 1/D de por lo menos 2, y de preferencia por lo menos 3, 1 siendo la longitud individual de fibra y ? siendo el diámetro del grano más grueso; que se caracteriza porque los contenidos de los varios componentes (a) , (b) , (Ci) , (C2) , (d) y la cantidad de agua (E) , expresados en volumen, verifican las relaciones siguientes : razón 1: 0.50 < (C2) / (Ci) < 1.20 razón 2: 0.25 < [ (a) + (b) + (d) ] / [ (Ci) + (C2) ] < 0.60 razón 3: 0.10 < (b)/(a) < 0.30 Razón 4: 0.50 < E/ [ (a) + (b) + (d) ] < 0.75 Razón 5: (d) / (a) < 0.20. De manera provechosa, las relaciones siguientes son obtenidas para las razones 1, 3, 4 y 5 de los contenidos de los componentes (a) , (b) , (¾) , (C2) , (d) y la cantidad de agua E, expresados en volumen: razón 1: 0.60 < (C2) / (Ci) < 1.0 razón 3: 0.15 < (b)/(a) < 0.25 razón 4: 0.55 < E/ [ (a) + (b) + (d) ] < 0.70 razón 5: (d) / (a) < 0.15 Cualquiera que sea la consistencia del concreto resultante.

Según la consistencia deseada del concreto desde firme hasta de autoconformación, la razón 2 de los componentes (a) , (b) , (d) , (Ci) y (C2) satisface las relaciones siguientes: 1) razón 2: 0.25 < [ (a) + (b) + (d) ]/[(¾) + (C2) ] < 0.45 en el caso de una consistencia firme a fluida, 2) razón 2: 0.45 < [ (a) + (b) + (d) ] / [ (d) + (C2) ] < 0.65 en el caso de una consistencia de autoconformación. Las razones 1, 3, 4 y 5 permanecen sin cambio que la consistencia sea de firme a fluida o de autoconformación. La presencia de fibras metálicas en la composición de concreto de conformidad con la presente invención permite que las dovelas sean fabricadas para túneles con estructuras y también miembros como losetas, placas, envolturas o similares . El cemento (a) de la composición de conformidad con la presente invención es de preferencia un cemento Portland. De preferencia, el cemento de la composición de conformidad con la presente invención es un cemento Portland HTS, dicho cemento comprende por lo menos 20% en peso de silice combinada con base en el peso del cemento. El cemento puede también ser un cemento basado en aluminato de calcio o cualquier aglomerante hidráulico basado en escoria de altos hornos o hasta cualquier aglomerante hidráulico basado en mezclas de tales cementos y/o escorias. Los elementos ultrafinos con una reacción puzolámica (b) son conocidos en la técnica. Se seleccionan habitualmente entre humos de sílice, de preferencia humos de sílice provenientes de la industria del zirconio o de la industria del silicio. Los elementos granulares (c) pueden ser cualquier elemento granular convencionalmente disponible para la producción de concretos. Los elementos granulares (c) son gravas, arenas o mezclas de arenas tamizadas o molidas. Los aditivos par cemento (d) comprenden cenizas voladoras y/o rellenadores de tipo gis, y/o escorias, y/o arenas de sílice, más particularmente harina de cuarzo o gises finos molidos.

En una modalidad preferida, las partículas de cemento (a) tienen un tamaño de grano D50 de aproximadamente 15 um, los elementos ultrafinos con una reacción puzolámica (b) tienen un tamaño de partícula D50 inferior a 1 um. En cuanto a las fibras metálicas, pueden ser seleccionadas más particularmente entre fibras de acero con un bajo contenido de carbono (aceros hipoeutectoides) , fibras de acero con un alto contenido de carbono (aceros eutectoides e hipereutectoides) que tienen resistencias mecánicas altas, fibras de acero de aleación o microaleación, fibras de acero amorfo asi como fibras de acero inoxidable. De preferencia, se utilizan fibras de acero con un bajo contenido de carbono, o bien fibras de acero con un alto contenido de carbono. La cantidad de fibras metálicas en el concreto es inferior o igual a 120 kg por ar* de concreto, generalmente de 20 a 120 kg/m3 de concreto, y especialmente de 40 a 100 kg por m3 de concreto . Expresadas en volumen, las fibras metálica representan generalmente 1.5% o menos del volumen de concreto . La longitud individual 1 de las fibras metálicas es generalmente por lo menos dos veces y de preferencia por lo menos tres veces el tamaño del grano más grande. Las fibras de acero pueden estar revestidas opcionalmente con un metan no ferroso como por ejemplo, cobre, zinc, níquel o aleaciones de los mismos. Se pueden utilizar fibras de varias geometrías; pueden tener extremos almenados, ondulados o ganchudos. Se puede también ajusfar la rugosidad de las fibras y/o utilizar fibras con una sección transversal variada. La composición de conformidad con la presente invención incluye también un agente de dispersión, de preferencia un superplastificante, presente en una proporción en materia seca de 1.5 a 5%, y de preferencia de 2.5 a 3.5% en volumen con base en el cemento. Los superplastificantes son componentes convencionales de los concretos con el objeto de incrementar la reologia del concreto. Entre estos superplastificantes, se recomiendan particularmente los fosfonatos polioxietilenados POE, los poliox policarboxilatos PCP y las mezclas de los mismos. Tales superplastificantes son productos comercialmente disponibles; ejemplos incluyen los productos OPTIMA 100®, PREMIA 100® y OPTIMA 175® vendidos por CHRYSO. Los concretos de conformidad con la presente invención comprenden también varios otros aditivos, incluyendo pigmentos colorantes, agentes de dispersión, agentes antiespuma, agentes anti-sudor y anti-depósito, aceleradores de fraguado o bien emulsiones acuosas de productos orgánicos bien conocidos en la técnica. Los concretos de conformidad con la presente invención pueden comprender también fibras cortas (con una longitud inferior a 2 mm, de preferencia un máximo de 1 mm) de alcohol polivinilico, poliacrilonitrilo, polietileno de alta densidad, aramida poliamida o polipropileno. El concreto se prepara utilizando cualquier método conocido por parte del experto en la materia, incluyendo la mezcla de los componentes sólidos y agua, la formación (moldeo) y después endurecimiento. En general, se puede efectuar la maduración de los concretos resultantes : * ya sea en la forma de un almacenamiento a 20°C y con más de 90% de humedad relativa, * o bien a través de un tratamiento térmico directamente después de la colocación en el molde, *o bien a través un tratamiento térmico durante un tiempo predeterminado antes del cual habrá estado almacenado a 20°C y con humedad relativa de más del 90% directamente después de la colocación en el molde. Dicho tratamiento térmico ocurrirá a una temperatura dentro de un rango de 20°C a 100°C. Los concretos resultantes de conformidad con la presente invención muestran: - una resistencia a la flexión Rfl medida en muestras prismáticas, mayor o igual a 15 MPa. - una resistencia a la compresión Re medida en muestras cilindricas, mayor o igual a 120 MPa, - dicha resistencia a la flexión Rfl y resistencia a la compresión Re es evaluada al vigésimo octavo dia. Concreto correspondiente a los ejemplos 1 y 2 1) . Materias primas · Con el objeto de dar significado completo a las comparaciones efectuadas, los mismos componentes indicados a continuación han sido implementados para todos los ejemplos. * cemento - cemento Portland de tipo HTS con alto contenido de sílice (CPA CEM 1 52.5) de LAFARGE CIMENTS FRANCE, - cemento Portland de tipo 50 (según el estándar canadiense CSA) de LAFARGE CORPORATION. * elementos granulares - GRENADE 0/4 arena aluvial de LAFARGE GRANULATS FRANCE, - LE TERTRE 6/10 gravas (roca sedimentaria silicada) de LAFARGE GRANULA S FRANCE, - GSI 0/0.315 arena silícea de SIFRACO, - grava de granito 6/12 - arena silícea 0/5 - arena silícea 0/0.5 * aditivos para cemento - cenizas voladoras de SÜNDANCE * elementos ultrafinos con reacción pozolánica: - humos de sílice: ELKEM 940 U, microsílice vidriosa - SKW humos de sílice * formadores de superplastificantes : - fosfonato polioxietilenado (POE) , OPTIMA 100®, de CHRYSO, FRANCE - mezcla de fosfonato polioxietilenado (POE) y poliox policarboxilado (PCP) , OPTIMA 175®, de CHRYSO, FRANCE * fibras metálicas: - Fibras A: DPAMIX RC 80-60 LC fibras de acero suministradas por BEKAERT en forma de plaquetas que consisten de aproximadamente treinta fibras pegadas (fibras cilindricas enganchadas/ bajo contenido de carbono, longitud If=60 mm y diámetro df=0.8 mm) . - Fibras B : DRftMIX RC 80-60 HC fibras de acero suministradas por BEKAERT, similares a la fibras A pero con alto contenido de carbono. - Fibras C : Fibras de acero suministradas por NOVOCON (fibras onduladas con una sección rectangular If=50 mm, af=2.5 mm, bf=0.4 mm) . 2) . Método de preparación En el Ejemplo 1, se lleva a cabo la producción de concreto en un laboratorio con una mezcladora SKAKO. Durante el paso de preparación del concreto, los componentes son mezclados en el orden siguiente: - Introducción de los granulados en la mezcladora, - Introducción del agua de humidificación durante 30 segundos, - Mezcla de los granulados húmedos durante 30 segundos, - Reposo durante 4 minutos, - Introducción de los aglomerantes durante 30 segundos, - Mezclado durante un minuto, - troducción de 1 agua de mezclado y los formadores, - mezclado del concreto durante 3 minutos, - introducción de la mitad de las fibras metálicas mientras se distribuyen en la superficie del concreto, - arranque de la mezcladora e introducción de la otra mitad de las fibras durante 30 segundos, y - mezclado del concreto durante 1 minuto. En el ejemplo 2, se utiliza una mezcladora industrial. El método de preparación del concreto es el siguiente: - introducción de todos los componentes excepto las fibras - mezclado en seco durante 1 minuto, - introducción de agua y del superplastificante, - mezclado durante 5 minutos, - introducción de las fibras, y - mezclado durante 1 minuto Los moldes son después llenado y después sometidos a vibración para los concretos con una consistencia firme a fluida y sin vibración en el caso de los concretos con una consistencia de autoconformación. 3) . Maduración Las muestras son sometidas a tratamiento térmico de conformidad con lo previamente definido, o bien almacenadas bajo agua a una temperatura de 20°C, y después sometidas opcionalmente a un tratamiento térmico de conformidad con lo definido previamente, a partir de un tiempo predeterminado.

Métodos de medición 1) Medición de la expansión En el caso de concretos con baja fluidez, el principio de medición consta de la medición del diámetro del disco de concreto formado después que el concreto liberado haya sido sometido a golpes . El método de medición de expansión es descrito en el estándar DIN 1048. En el caso de concretos con muy alta fluidez, se utiliza el mismo método, pero sin golpes. Para todos los experimentos, las mediciones de la expansión se efectúan después de la adición de las fibras metálicas . Las consistencias diferentes corresponden a los siguientes grados de expansión: - consistencia firme: la expansión de conformidad con DIN con golpes es inferior o igual a 350 mm, - consistencia plástica: la expansión de conformidad con DIN con golpes es de 350 a 450 mm, - consistencia fluida: la expansión de conformidad con DIN sin golpes es de 450 a 600 mm, - consistencia de autoconformación: la expansión de conformidad con DIN sin golpe es mayor o igual a 600 mm. Las mediciones de la expansión se efectúan ya sea al final de la producción de concreto a (to) , o bien una hora después del final de la producción de concreto a (to + 1 hora) , lo que corresponde a una duración práctica de uso común. 2) Medición de las resistencias mecánicas a la flexión y a la compresión El principio de medición consiste en la determinación de los valores de : - Resistencia a la flexión Rfl en muestras prismáticas de 10 mm x 10 mm 40 mm con ensayos de flexión de 4 puntos según el modo de operación definido por el estándar NF P 18-409, - Resistencia a la compresión Re en muestras cilindricas de las dimensiones siguientes: ? = 11 cm x = 22 cm, de conformidad con el modo de operación definido por el estándar NF P 18-406. EJEMPLO 1 Varios concretos que contienen fibras de conformidad con la invención han sido preparados, designados a continuación por R2 y 03 a 05. La Tabla 1 representa las composiciones (expresadas en kg/ 3) de los concretos R2, 03 a 05, asi como las proporciones entre 1 y 5 de los contenidos de los componentes (a) , (b) , (Ci) , (C2) , (d) y E de conformidad con lo definido previamente. Tabla 1 Componentes Kg/m3 Tipo Naturaleza R2 03 Grava 6/10 Le Tertre 892 744 Arena 0/4 Grenade 498 428 Arena Fina 0/0.315 GSI 326 362 Cemento CEM I 52.5 HTS Le Teil 482 622 Sílice 940 U ELKEM 67 87 Ahumada Agua Agua Eficiente 120 137 Superplastificante OPTIMA 100 14.9 18.7 Fibras metálicas RC 80-60 LC DRAMIX 80 Fibras metálicas RC 80-60 HC DRAMIX 80 Razón 1 1.11 0.97 Razón 2 0.28 0.40 Razón 3 0.20 0.20 Razón 4 0.67 0.59 Razón 5 0 0 Componentes g/m3 Tipo Naturaleza 04 05 Grava 6/10 Le Tertre 665 575 Arena 0/4 Grenade 386 509 Arena Fina 0/0.315 GSI 328 290 Cemento CEM I 52.5 HTS Le Etil 723 725 Sílice 940 U ELKEM 101 101 Ahumada Agua Agua Eficiente 159 159 Superplastificante OPTIMA 100 21.7 21.7 Fibras metálicas RC 80-60 LC DRAMIX 80 Fibras metálicas RC 80-60 HC DRAMIX 80 Razón 1 0.95 0.74 Razón 2 0.51 0.52 Razón 3 0.20 0.20 Razón 4 0.59 0.59 Razón 5 0 0 Los valores de las razones 1 a 5 cumplen con las especificaciones requeridas . Puesto que las composiciones de los concretos R2, 03 a 05 no comprenden aditivos para cemento (d) , el valor de la razón 5 es nulo . Tales concretos contienen menos que 120 kg de fibras metálicas por m3. El desempeño reológico y mecánico de tales concretos se muestra en al Tabla 2, asi como en las Figuras 1 y 2. Tabla 2 Resultados de experimentos Naturaleza Típica Expresado R2 03 en Expansión según DIN sin golpes Mm - 480 (to) Expansión según DIN con golpes Mm 330 550 (to) Expansión según DIN sin golpes Mm (to + 1 hora) Resistencia a la compresión a MPa 141 148 Los días Resistencia a la flexión a los MPa 19.3 19.3 28 dias Naturaleza Típica Expresado 04 05 en Expansión según DIN sin golpes Mm 640 690 (to) Expansión según DIN con golpes Mm (to) Expansión según DIN sin golpes Mm - 600 (to + 1 hora) Resistencia a la compresión a MPa 146 144 Los días Resistencia a la flexión a los MPa 21.1 16.3 28 días De conformidad con esta tabla 2, todos los concretos (R2, 03 a 05) cumplen con las especificaciones siguientes: - una resistencia a la flexión Rfl a los 28 días mayor que 15 MPa, y - una resistencia a la compresión Re a los 28 días mayor que 120 MPa. La Tabla 2 muestra también que tales especificaciones son satisfactorias para concretos firmes, fluidos y de autoconformación, respectivamente R2, 03, 04 y 05. Los concretos de autoconformación son concretos que tienen una expansión sin golpes mayor que 600 mm. Los resultados de la expansión de los concretos designados con referencia 05 muestran que se puede producir un concreto de autoconformación mientras se mantiene la reologia durante por lo menos una hora. Las Figuras 1 y 2 representan, cada una, tres curvas obtenidas por ensayos de flexión de 4 puntos, con el valor de esfuerzo (kN) en ordenadas y los valores cambiantes respectivamente corregidos para las muestras de concreto 03 y 05 en abscisas. Los ensayos son efectuados de conformidad con el estándar NF P 18-409; los valores cambiantes son sometidos a una corrección de conformidad con las reglas bien conocidas en la técnica, debido al cambio que ocurre durante la implementación del ensayo. Las tres curvas corresponden cada una a un ensayo efectuado a una muestra (tres muestras probadas) . Las Figuras 1 y 2 muestran que los concretos 03 y 05 tienen un comportamiento dúctil en flexión. EJEMPLO 2 Como en el ejemplo 1, un concreto que contiene fibras de conformidad con la presente invención se prepara, el cual es designado a continuación 06, en donde se agregó aditivo para cemento (cenizas voladoras) . La composición de un concreto 06 de este tipo se presenta en la Tabla 3 a continuación. Tabla 3 Componentes kg/m3 Tipo Naturaleza 06 Grava granito 6/12 mm 830 Arena silíceo 0/5 mm 692 Arena Fina silíceo 0/05 mm 266 Cemento Portland EXSHAW Tipo 50 468 Cenizas Voladoras Sundance 43 Sílice Ahumada SKW 56 Agua Agua Eficiente 109 Superplastificante OPTIMA 175 21.5 Fibras metálicas N0V0C0N 40 Razón 1 0.86 Razón 2 0.29 Razón 3 0.18 Razón 4 0.56 Razón 5 0.14 Esta tabla muestra que los valores de las razones 1 a 5 satisfacen las especificaciones requeridas. Los resultados de los ensayos de compresión muestran que dicho concreto tiene, a los 28 días, una resistencia a la compresión de 132 MPa.

Claims

REIVINDICACIONES Un concreto en el cual fibras metálicas están dispersadas que se obtiene a través de la mezcla con agua de una composición que comprende: a) un cemento con partículas que tienen un tamaño de grano D50 dentro de un rango de 10 a 20 um; b) elementos ultrafinos con una reacción puzolánica, las partículas de elementos tienen un tamaño de grano D50 de un máximo de 1 um; c) elementos granulares distribuidos en dos clases granulares Ci y C2 definidas de la siguiente manera: Ci: partículas con tamaño mayor que 1 um y menor que 5 nm, C?: partículas con un tamaño dentro de un rango de 5 a 15 um, y de preferencia de 6 a 12 mm; d) aditivos para cemento con un tamaño de grano D50 inferior o igual a 100 um; e) una cantidad de agua E agregada a la mezcla; f) un agente de dispersión, de preferencia un superplastificante, presente en una proporción en materia seca dentro de un rango de 1.5 a 5% en volumen con base en el cemento; g) fibras metálicas, en una cantidad máxima igual a 120 kg por m3 de concreto y que tiene una longitud individual de 1 tal que el concreto tiene una relación l/f de por lo menos 2, y de preferencia por lo menos, 1 siendo la longitud de fibra individual y f siendo el diámetro del grano más grande; que se caracteriza porque los contenidos de los varios componentes (a) , (b) , (Ci) , (C2) , (d) y la cantidad de agua (E) , expresados en volumen, satisfacen las razones siguientes: razón 1: 0.50 < (C2) / (Ci) < 1.20 razón 2: 0.25 < [ (a) + (b) + (d) ] /[(Ci) + (C2)] < 0.60 razón 3: 0.10 < (b) / (a) < 0.30 razón 4: 0.50 < E/ [ (a) + (b) + (d) ] < 0.75 razón 5: (d) / (a) < 0.20. Un concreto de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza porque: a) las partículas de cemento (a) tienen un tamaño de grano D50 de aproximadamente 15 um, b) los elementos ultrafinos con una reacción puzolánica (b) tienen un tamaño de partícula D50 inferior a 1 um. Un concreto de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se obtiene la relación siguiente para la razón 2 de los contenidos de los componentes (a), (b) , (Ci) , (C2) , (d) , expresados en volumen: razón 2: 0.25 < [ (a) + (b) + (d) ] / [ (Ca) + (C2) ] < 0.45 en el caso en el cual el concreto resultante tiene una consistencia de firme a fluida. Un concreto de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque se obtiene la siguiente relación para la razón 2 de los contenidos de los componentes (a) , (b) , (Ca) , (C2) (d) , expresados en volumen: razón 2: 0.45 < [ (a) + (b) + (d) ] /[(Ca) + (C2)3 < 0.60 en el caso en el cual el concreto resultante tiene una consistencia de autoconformacion. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque las siguientes relaciones son obtenidas para las razones 1, 3, 4, 5, de los contenidos de los componentes (a) , (b) , (Ci) , (C2) , (d) , y la cantidad de agua E, expresados en volumen: razón 1: 0.60 < (C2) / (¾) < 1.0 razón 3: 0.15 < (b) / (a) < 0.25 razón 4: 0.55 < E/ [ (a) + (b) + (d) ] < 0.70 razón 5: (d) / (a) < 0.15 cualquiera que sea la consistencia del concreto resultante. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porgue el cemento es un cemento con alto contenido de sílice, dicho cemento comprende por lo menos 20% en peso de sílice combinada con base en el peso del cemento. 7. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la cantidad de fibras metálicas en el concreto se encuentra dentro de un rango de 20 a 120 kg/m3, y de preferencia de 40 a 100 kg por m3 de concreto. 8. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque las fibras metálicas son fibras de acero. 9. Un concreto de conformidad con la reivindicación 8, que se caracteriza porque las fibras de concreto tienen un alto contenido de carbono que se ubica dentro de un rango de 0.7% a 0.8%. 10. Un concreto de conformidad con la reivindicación 8, que se caracteriza porque las fibras de concreto tienen un bajo contenido de carbono inferior o igual a 0.1%. 11. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque comprende también fibras cortas de alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo, polietileno de alta densidad, aramida poliamida o polipropileno. 12. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque comprende un superplastificante presente en una proporción de materia seca dentro de un rango de 1.5 a 5% en volumen, y de preferencia de 2.5 a 3.5% en volumen con base en el cemento. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque el superplastificante se selecciona entre los fosfonatos polioxietilenados, los poliox policarboxilatos y las mezclas de los mismos. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque presenta: • una resistencia a la flexión Rfl medida en muestras prismáticas mayor o igual a 15 Mpa, • una resistencia a la compresión Re medida en muestras cilindricas, mayor o igual a 120 Mpa, dicha resistencia a la flexión y dicha resistencia a la compresión son evaluadas al final de un periodo de 28 días . Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos ultrafinos con una reacción puzolánica (b) comprenden humos de sílice. 16. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos granulares (c) son granulados o mezclas de granulados tamizados o molidos . 17. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los aditivos para cemento (d) son rellenadores, más particularmente harina de cuarzo o bien gis duro o bien cenizas voladoras o escorias. 18. Dovelas, losetas, placas o envolturas, que se caracterizan porque se fabrican a partir de un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 17. 19. Un elemento prefabricado caracterizado porque es elaborado a partir del concreto definido según cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 17. 20. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 17, que se caracteriza porque es producido en una planta de concreto listo para usarse. 21. Un concreto de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 17, que se caracteriza porque es producido en una planta de prefabricación. 22. Un método para la producción de concreto en donde fibras metálicas son dispersadas, que comprende la mezcla de una cantidad de agua E con una composición que comprende: a) un cemento con partículas que tienen un tamaño de grano D50 dentro de un rango de 10 a 20 um; b) elementos ultrafinos con una reacción puzolánica, las partículas de elementos tienen un tamaño de grano D50 de un máximo de 1 um; c) elementos granulares distribuidos en dos clases granulares Ci y C2 definidas de la siguiente manera: <¾.: partículas con tamaño mayor que 1 um y menor que 5 MI, C2: partículas con un tamaño dentro de un rango de 5 a 15 mm, y de preferencia de 6 a 12 mm; d) aditivos para cemento con un tamaño de grano D50 inferior o igual a 100 um; e) un agente de dispersión, de preferencia un superplastificante, presente en una proporción en materia seca dentro de un rango de 1.5 a 5% en volumen con base en el cemento; f) fibras metálicas, en una cantidad máxima igual a 120 kg por m3 de concreto y que tiene una longitud individual de 1 tal que el concreto tiene una relación l/f de por lo menos 2, y de preferencia por lo menos, 1 siendo la longitud de fibra individual y f siendo el diámetro del grano más grande; que se caracteriza porque los contenidos de los varios componentes (a), (b) , (¾) , (C2=. (d) y la cantidad de agua (E) , expresados en volumen, satisfacen la relación siguiente: razón 1: 0.50 < (C2) / (Ci) < 1.20 razón 2: 0.25 < [ (a) + (b) + (d) ] /[(d) + (C2)] < 0.60 razón 3: 0.10 < (b) / (a) < 0.30 razón 4: 0.50 < E/ [ (a) + (b) + (d) ] < 0.75 razón 5: (d) / (a) < 0.20. 23. Un método de conformidad con la reivindicación 1, que se caracteriza porque: a) las partículas de cemento (a) tienen un tamaño de grano D50 de aproximadamente 15 um, y b) los elementos ultrafinos con una reacción puzolánica (b) tienen un tamaño de partícula D50 inferior a 1 um. 24. Un método de conformidad con la reivindicación 22 ó 23, que se caracteriza porque se obtiene la relación siguiente para la razón 2 de los contenidos de los componentes (a) , (b) , (Ca) , (C2) / (d) , expresados en volumen: razón 2: 0.25 < [ (a) + (b) + (d) ] /[(¾) + (C2) ] < 0.45 en el caso en el cual el concreto resultante tiene una consistencia de firme a fluida. 5. Un concreto de conformidad con la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque se obtiene la siguiente relación para la razón 2 de los contenidos de los componentes (a) , (b) , (Ci) , (C2) , (d) , expresados en volumen: razón 2: 0.45 < [ (a) + (b) + (d) ] /[(d) + (C2)] < 0.60 en el caso en el cual el concreto resultante tiene una consistencia de autoconformación. 6. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 25, que se caracteriza porque las siguientes relaciones son obtenidas para las razones 1, 3, 4, 5, de los componentes de los contenidos (a) , (b) , (QL) , (C2) , (d) , y la cantidad de agua E, expresados en volume : razón 1: 0.60 < (C2)/(Ci) < 1.0 razón 3: 0.15 < (b)/(a) < 0.25 razón 4: 0.55 < E/ [ (a) + (b) + (d) ] < 0.70 razón 5: (d) / (a) < 0.15 cualquiera que sea la consistencia del concreto resultante . 7. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 26, que se caracteriza porque el cemento es un cemento con alto contenido de sílice, dicho cemento comprende por lo menos 20% en peso de sílice combinada con base en el peso del cemento. 28. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 27, que se caracteriza porque la cantidad de fibras metálicas en el concreto se encuentra dentro de un rango de 20 a 120 kg/m3, y de preferencia de 40 a 100 kg por m3 de concreto. 29. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 28, que se caracteriza porque las fibras metálicas son fibras de acero. 30. Un método de conformidad con la reivindicación 29, que se caracteriza porque las fibras de acero tienen un alto contenido de carbono dentro de un rango de 0.7% a 0.8%. 31. Un método de conformidad con la reivindicación 29, que se caracteriza porque las fibras de acero tienen un bajo contenido de carbono inferior o igual a 0.1%. 32. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 31, que se caracteriza porque comprende también fibras cortas de alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo, polietileno de alta densidad, aramxda poliamida o polipropileno. 33. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 32, caracterizado porque comprende un superplastificante presente en una proporción de materia seca dentro de un rango de 1.5 a 5% en volumen, y de preferencia de 2.5 a 3.5% en volumen, con base en el cemento. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 33, que se caracteriza porque el superplastificante se selecciona entre los fosfonatos polioxietilenados, los poliox policarboxilatos y las mezclas de los mismos. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 34, que se caracteriza porque presenta : • una resistencia a la flexión Rfl medida en muestras prismáticas mayor o igual a 15 MPa, • una resistencia a la compresión Re medida en muestras cilindricas, mayor o igual a 120 MPa, dicha resistencia a la flexión y dicha resistencia a la compresión son evaluadas al final de un periodo de 28 días . Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 35, que se caracteriza porque los elementos ultrafinos con una reacción puzolánica (b) comprenden humos de sílice. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 36, que se caracteriza porque los elementos granulares (c) son granulados o mezclas de granulados tamizados o molidos. 38. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 22 a 37, que se caracteriza porque los aditivos para cemento (d) son rellenadores, más particularmente harina de cuarzo o bien gis duro, o bien cenizas voladoras o escorias.