Estudio comparativo del comportamiento a cortante de hormigones reforzados con fibras de poliolefina y fibras de acero

Abstract

El hormigón reforzado con fibras (HRF) es una alternativa estructural al refuerzo tradicional del hormigón mediante barras de acero. Para considerar la función estructural de las fibras estos hormigones deben cumplir con unos valores mínimos de resistencia residual en ensayos de fractura en flexión según establecen diferentes normativas. El objetivo de la presente investigación es estudiar el comportamiento en fractura en Modo II de HRF utilizando fibras de poliolefina (HRFP) y fibras de acero (HRFA) y comparar los resultados obtenidos con las formulaciones analíticas propuestas en ciertas normativas. Para ello, se realizó una campaña experimental mediante ensayos de fractura en modo II tipo “pushoff” sobre probetas de HRFP y HRFA. Se evaluó la resistencia a cortante y se estudiaron los patrones de creación y propagación de fisuras mediante vídeo-extensometría. Se observó la influencia positiva de las fibras de acero durante la fase inicial de carga de los ensayos aumentando la resistencia del material. En la fase de descarga el HRFA mostró resistencias residuales superiores al HRFP hasta una determinada abertura de fisura, a partir de la cual las fibras de poliolefina mejoraron el refuerzo proporcionado por las fibras de acero. ---------- ABSTRACT---------- Fibre reinforced concrete (FRC) is an attractive alternative to traditional rebar for the structural reinforcement of concrete elements. In order to consider the contribution of the fibres in the structural design, FRC must meet certain requirements established in Concrete Structural Codes. Such requirements are based on the results of bending fracture tests and the residual tensile strengths obtained from them. The objective of this research was to compare the experimental results of FRC reinforced with polyolefin (PFRC) and steel (SFRC) fibres in mode II with that computed according to the analytical formulations of the standards. With that aim, an experimental campaign by means of "pushoff" tests under mode II using PFRC and SFRC specimens was performed. It studied the shear strength and, through digital image correlation, the nucleation and growth of cracks in the concrete specimen. With the results obtained, it was concluded that during the initial loading branch of the tests, SFRC had positive impact respect to the maximum average strength obtained. During the residual branches, SFRC specimens showed higher residual load-bearing capacity up to certain crack openings at which PFRC specimens surpassed SFRC results.