Estudio de optimización del refuerzo de tubos de hormigón reforzado con fibras

Abstract

La siguiente tesina se centra en el comportamiento de la tuberías de hormigón reforzadas con fibras, el paso previo para ello es analizar la evolución de los tubos de hormigón, los sistemas de fabricación y comportamiento estructural con el fin de precisar cuáles son las propiedades que conlleva el hecho de incorporar fibras de acero a la masa de hormigón y en qué casos éstas son el sustituto de la armadura pasiva tradicional. Para ello se analiza el comportamiento seccional y estructural de aquellas tuberías de diámetro inferior a 1000 mm pero se hace hincapié en el comportamiento estructural mediante la aplicación numérica MAP ( creada por Albert de la Fuente) que reproduce el ensayo destructivo de las tres aristas de manera que se agiliza y optimiza el proceso de obtención de resultados. La introducción de las fibras de acero como elemento estructural en las tuberías supone realizar la simulación del ensayo de aplastamiento en todas las tuberías cuyo diámetro máximo sea 1000 mm. De manera que se aplicará ésta simulación a todos los diámetros indicados para distintas dosificaciones de fibras (de 0 hasta 70 kg/m3) con el fin de determinar cuál es la que satisface los requisitos mecánicos y poder analizar el efecto producen y que parámetros son los que se modifican al incorporarse éstas. De ésta manera se determinan las cargas máximas de rotura y post-rotura, tanto en la clave como en los hastiales, así como la resistencia post-rotura que caracteriza la introducción de fibras. Así pues, se puede estudiar como varía la gráfica carga-desplazamiento que define la tubería según el tipo de curva que produzca, es decir, ver si tiene un comportamiento Softening (suavizado), cuando la cantidad de fibras es moderada o baja, o hardering (endurecido), si la cantidad de fibras es alta en relación con las dimensiones del tubo. De los resultados obtenidos se determina, para cada par diámetro-cuantía de fibras (Cf), la clase resistente a la que pertenece según la normativa UNE 127916, con el fin de obtener unos resultados globales que permitan establer la cantidad de fibras necesarias (en kg/m3) para alcanzar cada clase resistente en función del diámetro del tubo. Al analizar todos los datos se pueden constatar los beneficios que aportan las fibras cuando se suministran en las cantidades necesarias., ya que emplear una cantidad de fibras excesiva puede conllevar problemas de apelotamiento. De antemano, el hecho de disponer de más fibras de las extrictamente necesarias no garantiza obtener un mejor comportamiento estructural, éste es el motivo que justifica establecer las dosificaciones pertinentes para alcanzar la clase requerida. Se finaliza con la confección de las tablas de dosificación de fibras de acero para tuberías de hormigón, con los dos posibles espesores (B ó C).