Abstract
En la presente investigación se buscó estudiar el efecto de la adición de fibras metálicas como
refuerzo en hormigones de alta resistencia, y en especial su comportamiento frente al impacto
de proyectiles. Se efectuó el estudio sobre un hormigón de alta resistencia (HAR), analizando
los aspectos mecánicos, durabilidad y trabajabilidad para su colocación en obra.
Las pruebas de laboratorio se llevaron a cabo en el Laboratorio de Materiales de Construcción
de la Escuela Técnica Superior de Caminos Canales y Puertos de la UPM y los ensayos
balísticos en la galería de tiro cubierta del Polígono de Experiencia de Carabanchel, adscrito a
la Dirección General de Infraestructura del Ministerio de la Defensa.
La caracterización del HAR empleado en el estudio se centró en los aspectos de resistencias
mecánicas a compresión, tracción, flexotracción, tenacidad a flexotracción, punzonamiento,
retracción, fluencia, temperatura interna y resistencia al impacto de proyectiles, siempre
buscando de manera primordial analizar el efecto de la adición de fibras en el hormigón de
alta resistencia.
El programa de ensayos balísticos comprendió la fabricación de 47 placas de hormigón de
diferentes espesores, desde 5 a 40 cm., 26 de dichas placas eran de HAR con una adición de
fibras metálicas de 80 kg/m3, 11 de ellas eran de HAR sin fibras y 10 de un hormigón de
resistencia convencional con y sin fibras; sobre dichas placas se efectuaron diversos impactos con proyectiles de los cuatro calibres siguientes: 7.62 AP, 12.70 M8, 20 mm APDS y 25 mm
APDS.
Las pruebas mostraron que el HAR presenta una mayor resistencia a los impactos de
proyectiles, aunque sin la adición de fibras su fragilidad es un serio inconveniente para su
utilización como barrera protectora, la adición de fibras reduce considerablemente la
fragmentación en la cara posterior “scabbing” y en menor medida en la cara anterior
“spalling”. También se incrementa la capacidad del hormigón a la resistencia de múltiples
impactos.
Se efectuó un estudio de las diferentes formulas y modelos, en especial el modelo
desarrollado por Moreno [60], que se vienen utilizando para el diseño de barreras protectoras
de hormigón contra impacto de proyectiles, analizando su viabilidad en el caso del hormigón
de alta resistencia, hormigón para el cual no fueron desarrolladas y para el que no existen
bases de cálculo específicas.
In this research we have tried to study the effect of adding metallic fibres as a means of
reinforcing high strength concrete, and especially its behaviour when impacted upon by
projectiles. The study was carried out using high strength concrete (HSC), analysing its
mechanical facets, durability and malleability when used in construction.
The laboratory tests took place in the Laboratorio de Materiales de Construcción of the
Escuela Técnica Superior de Caminos Canales y Puertos of the Universidad Politécnica de
Madrid, and the ballistic tests were carried out in the covered shooting gallery of the Polígono
de Experiencias in Carabanchel (Madrid), belongs to the Departamento de Infraestructura of
the Ministerio de Defensa.
The aspects of the HSC studied are its mechanical strength to compression, traction, flexotraction,
resilience to flexo-traction, shear strength, creep, shrinkage, internal temperature and
strength to the impact of projectiles, always looking to analyse the effect of adding fibres to
HSC.
The ballistic testing process required the construction of 47 concrete plates of different
thicknesses, from 5 to 40 cm, 26 made which HSC containing of 80 kg/m3 metallic fibres of,
11 made of HSC without fibres, and 10 made with concrete of normal strength with and
without fibres. These plates were subjected to a variety of impacts by four projectile, 7.62 AP,
12.70 M8, 20 mm APDS and 25 mm APDS.
The results showed that HSC has a greater resistance to the impact of projectiles, although
without the addition of fibres, its fragility makes it much less suitable for use as a protective
barrier. The addition of fibres reduces considerably frontal fragmentation, known as
“scabbing”, and to a lesser extent causes fragmentation of the reverse side, known as
“spalling”. In addition, the concrete’s capacity to resist multiple impacts is improved by its
letter ductility.
A study was carried out on the various formulae and models used to design protective
concrete barriers impacted on by projectiles, analysing their viability in the case of HSC for
which they were not developed and for which no specific calculations exist.
