Evaluación del comportamiento mecánico del hormigón confinado con fibras de vidrio y del hormigón confinado con fibras de carbono
Fecha
2018-08
Autores
Profesor Guía
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Universidad de Valparaíso
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Departamento o Escuela
Escuela de Construccion Civil
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Nota general
Resumen
En la última década, se han realizado estudios en la aplicación de envolturas de polímero reforzado con fibra a diferentes tipos de estructuras, ya sea pilares de hormigón armado o albañilería para proporcionar un efecto de confinamiento y tratar mejorar la resistencia a la compresión, flexotracción y ductilidad. Aunque esta técnica ha demostrado ser bastante eficaz, puede presentar inconvenientes cuando se usan resinas orgánicas para unir las fibras y el costo que involucra confinar una estructura. En el ámbito de la edificación influyen diferentes factores, entre los cuales se encuentran los siguientes problemas patológicos, aumento de solicitaciones de carga en estructuras existentes, problemas relacionados a la durabilidad y acciones accidentales: estos afectan de manera perjudicial a una estructura siendo necesario la aplicación de un tipo de refuerzo.
El presente estudio tiene como objetivo principal estudiar las propiedades mecánicas del hormigón en conjunto de la incorporación de fibras de vidrio y fibra de carbono a probetas mediante el procedimiento de confinamiento, para así poder realizar una comparación técnica de los espesores de recubrimiento de cada probeta a ensayar, obteniendo diferentes resultados que puedan depender del tipo de fibra a utilizar o adherencia de la fibra de confinamiento, para ello, se realizaron ensayos comparativos entre un hormigón patrón y un hormigón confinado con distintos porcentajes de fibras adicionado por separado, en una escala que permita aproximar respuestas y compararlas con otros estudios y opiniones de especialistas, para validar resultados obtenidos de una escala de laboratorio, para los elementos indicados, además de la determinación de las cargas máximas que pueden verse sometido el hormigón confinado con FRP.
Para el desarrollo de las probetas se utilizaron dos tipos de hormigones un H-30 y un H-50, uno para uso convencional y el otro para utilizarse en pre y post tensados en el país.
Una vez desmoldado el hormigón de las probetas, cubicas y vigas, se continua con el proceso de curado sumergiendo las probetas durante 28 días en agua para luego esperar el proceso de secado durante 5 a 7 días para que la probeta quede totalmente seca por el exterior, para proceder el proceso de limpieza “escobillado” para limpiar y que el FRP se adhiera de la mejor forma.
Luego una vez terminado el proceso de preparación de la viga o probeta se procede al proceso de
confinamiento o encamisado con fibra de vidrio y fibra de carbono por separado en cada una de las probetas, posteriormente se mezclan los epóxicos e impregnan a las fibras y probetas. Finalmente se confinan las probetas con las fibras procurando no dejar aire atrapado entre la fibra y el manto de la probeta, así evitamos el desacoplamiento.
Luego de siete días de espera finaliza el proceso de curado de los epóxicos y se lleva a cabo la realización de los ensayos de compresión y flexión para la determinación de las cargas máximas admitidas por las probetas. Los resultados obtenidos de los ensayos de carga demuestran aumentos en relación a las probetas y vigas patrones de hormigón H-30 y H-50 ; en cuanto a las probetas H-30 confinadas con fibra de vidrio y carbono 10 presentaron un aumento de 10%, 50% y 80%, mientras en las vigas se tiene un aumento de un 20%, 50% a un 100% , mientras que las probetas de un H-50 se tiene un aumento de casi un 50% como máximo y en las vigas de H-50 también con un 50% de aumento en su resistencia.
En cuanto a las conclusiones del trabajo se demostró por medios de ensayos compresión y flexión el aumento de la capacidad resistente del hormigón confinado con fibras de vidrio y carbono; cuanto a las vigas y probetas sin confinar presentaron las roturas típicas, con grietas paralelas a la dirección de carga, mientras que con confinamiento la dirección varia hasta llegar a un punto de casi “explotar” desintegrándose completamente el encamisado o confinamiento.
Descripción
Lugar de Publicación
Auspiciador
Palabras clave
HORMIGONES, FIBRAS DE CARBONO, FIBRA DE VIDRIO, COMPRESION