Estudio de la respuesta mecánica de un hormigón de bajas propiedades mecánicas reforzado con fibras de poliolefina

Abstract

En este proyecto he hecho un estudio teórico de la literatura existente sobre el hormigón reforzado con fibras (HRF) y más concretamente sobre el hormigón reforzado con fibras de poliolefina (HRFP), con la intención de profundizar en el nivel de conocimiento actual sobre este nuevo material utilizado como refuerzo del hormigón. Buena parte de esa recopilación se ha realizado apoyándome sobre la revisión realizada en la referencia (Alberti, 2013). Las principales fuentes bibliográficas sobre HRFP con fibras estructurales se han realizado en el marco de la tesis doctoral de Marcos García Alberti, co-director de este trabajo (Alberti, 2013). En el grupo de investigación junto con Alejandro Enfedaque y Jaime Gálvez se han publicado un gran número de referencias al respecto. Sin embargo, en la mayor parte de dichas investigaciones se realizaron con hormigones de altas prestaciones. Esto unido a la poca concreción de las distintas normativas existentes con respecto a los requisitos estructurales del HRFP, y a que en parte de la normativa actual recoge los requisitos estructurales como porcentaje de la carga máxima en el ensayo, pudiéndose intuir por ello que existe cierto beneficio en el uso de peores características mecánicas como matriz de HRFP. Se decidió realizar unas amasadas de HRFP con hormigones de peores características mecánicas. En este trabajo estudiaremos dos normas, la EHE-08 y la EN 14889-2, las cuales no tienen unos requisitos concretos para el HRFP si no que se aceptan estas fibras dentro de los requisitos para el hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA). Para tener en cuenta las fibras de poliolefina como elemento estructural dentro del hormigón se necesita realizar el ensayo a flexotracción UNE-EN 14651 con una probeta prismática entallada en la que se mide la abertura de la entalla con un dispositivo CMOD, y se obtienen tres parámetros principales: fLOP, que es la resistencia cuando la carga máxima es soportada por la probeta en el ensayo tras la cual hay una caída de carga hasta un punto de fMIN a partir del cual empieza a recuperar carga debido a las acciones de las fibras dentro de la probeta. Hay dos resistencias determinadas que son fR1 y fR3 que se dan cuando la separación del dispositivo CMOD es de 0,5 mm y 2,5 mm. Teniendo en cuenta los resultados del ensayo descrito, la norma española EHE-08 pide unos requisitos al HRFP para tener en cuenta las fibras como elemento estructural, que son los siguientes: • fR1 > 40% fLOP • fR3 > 20% fLOP Sin embargo la norma europea EN 14889-2, tiene los siguientes requisitos: • fR1 > 1,5 MPa • fR3 > 1,0 MPa Como vemos una norma exige valores de resistencia a determinada abertura del CMOD en relación de la resistencia máxima soportada por el hormigón mientras que la otra exige niveles mínimos de resistencia a una determinada separación del CMOD. Debido a las diferentes exigencias en las normativas y observando que en la mayoría de investigaciones sobre este material se han utilizado hormigones con características óptimas de laboratorio, utilizando fluidificantes y relaciones de agua/cemento bajas. En este proyecto se ha decidido realizar un hormigón de bajas propiedades mecánicas, sin fluidificantes y con una relación agua/ cemento elevada, intentando emular a un hormigón que podría ser realizado en una obra de baja responsabilidad estructural, y ensayarlo para discutir los resultados y compararlos con los de otras investigaciones. Se realizaron 4 amasadas con 4 probetas normalizadas cada una y se utilizaron dos proporciones de fibras distintas 6 kg/m3 y 7,5 kg/m3, además de dos métodos de añadir las fibras a la amasada, mediante pucs y desde saco. También se ensayaron tres probetas de una misma amasada a 23 días en lugar de a 28, intentando estudiar las consecuencias de un desencofrado prematuro en obra. Además, se realizaron conteos de las fibras encontradas en la cara de fractura para estudiar la dispersión de estas dentro del hormigón y ver cómo afectan el número de fibras dentro de la superficie de fractura a las resistencias de recuperación de carga después de la primera caída de carga. Estos conteos también se utilizaron para ver si el método de fabricación afectaba a la dispersión de estas.