Análisis del comportamiento del hormigón reforzado con fibras para el ensayo Barcelona y de flexotracción

Abstract

Para poder caracterizar y evaluar el comportamiento del hormigón reforzado con fibras una vez éste ha fisurado se realizan ensayos a flexotracción mediante vigas prismáticas. Los dos ensayos más comunes son el EN 14651:2005 y el ensayo NBN B 15-238 que básicamente se diferencian en la aplicación de las cargas y la lectura de los desplazamientos obtenidos. Estos ensayos dan resultados con una dispersión muy significativa, y su complejidad para ejecutarlos los invalida como control sistemático del hormigón reforzado con fibras. Ante esta situación, en esta tesina se realiza también el ensayo Barcelona, que consiste en un ensayo de tracción indirecta basado en la configuración de ensayo de doble punzonamiento.

El ensayo Barcelona está cada vez más extendido y básicamente consiste en la aplicación de una carga sin excentricidad en ambas caras de una probeta cilíndrica, mediante un plato de carga y con una superficie del orden de tres veces inferior al radio de la base de la probeta. Las muestras a ensayar pueden moldearse con las dimensiones específicas para el ensayo, o bien pueden cortarse por la mitad probetas cilíndricas de 300 mm. de altura para el ensayo a compresión. Además existe la facilidad de poder ensayar probetas procedentes de la extracción de testigos de estructuras ya existentes. En la presente tesina se pretende establecer, a partir de estudios anteriores relacionados, el comportamiento del hormigón en las diferentes fases del ensayo tanto en términos de energía como de resistencia a tracción. Además se realizarán estudios de correlación para los valores que toman parte en el mismo ensayo Barcelona, así como resultados obtenidos de otros ensayos de vigas a flexotracción.

Para ello se diseñará una campaña experimental donde se realizarán varios ensayos para un hormigón convencional con dos cantidades de fibras (30 y 50 kg/m3). Los ensayos que se llevarán a cabo son los de compresión simple, ensayo Barcelona, En 14651:2005 y NBN B 15-238. Los parámetros que serán objeto de estudio serán las relaciones que existen en el ensayo Barcelona entre los distintos desplazamientos de los que se realiza una lectura durante el ensayo. Estos son el desplazamiento del pistón que ejerce la carga sobre la probeta y la elongación de la cadena perimetral, colocada a media altura de la probeta, que mide la apertura de fisuras total que ocurren a medida que se aplica la carga. Además se tratará de correlacionar los distintos valores tanto de energía como de resistencias a tracción para cada ensayo a partir de las equivalencias de desplazamientos deducidas para cada caso. Para ello se realizarán paralelamente un estudio comparativo de la dispersión de los valores tratados en función de la cantidad de probetas que se hayan ensayado para cada caso.

Para los ensayos a flexotracción se tratará de comprobar si existe alguna dirección preferente de las fibras en la matriz del hormigón que pueda influir en la capacidad de resistir mayores cargas una vez han aparecido las primeras fisuras. Para ello se añadirá a la campaña experimental la libertad de ensayar las mismas probetas prismáticas con las mismas dimensiones, pero cargadas por una cara perpendicular a la común. Esta variación de la dirección normal de carga puede resaltar la orientación preferente de una gran parte de las fibras que puede ocurrir según el proceso de producción de las probetas, sobretodo el de compactación. Este mismo estudio se llevará a cabo tanto para probetas con 30 kg/m3 de fibras metálicas como para las que contienen 50 kg/m3.

Finalmente se realizará un estudio de contrastación con anteriores trabajos íntimamente relacionados con los estudios que se realizarán en la presente tesina. De ellos se pretenderá confirmar las relaciones propuestas anteriormente y, en caso de no cumplirse, justificar su comportamiento. En todo caso se justificarán los valores obtenidos mediante tablas y figuras donde se diferenciará en todo caso el hormigón que se está representando, así como las particularidades de los resultados.