Caracterización del comportamiento mecánico del hormigón reforzado con macrofibras de PVA

Abstract

Hoy en día, el uso del hormigón reforzado con fibras tiene aplicaciones muy limitadas dentro del área de la construcción, las que se reducen comúnmente a pavimentos, losas y revestimientos de túneles. Con el fin de orientar su uso a elementos estructurales de mayor envergadura se necesitan de estudios que aporten información respecto a la incidencia que tienen las fibras en hormigones de diferentes composiciones. En particular, la fibra de polivinilo de alcohol (PVA) presenta diversos estudios en hormigones con alto contenido de finos o morteros, dejando de lado los áridos gruesos. A causa de lo anterior, el presente documento abarca un estudio detallado del efecto que provoca la fibra de PVA larga de 30mm en la matriz de hormigón, procurando incluir dos tipos de mezcla: áridos gruesos de tamaño máximo de 19mm y áridos finos de tamaño máximo 4.75mm; junto a tres volúmenes de fibra: 0%, 1.23% y 2%. Para el desarrollo de la investigación se construyeron 36 probetas cilíndricas y 12 probetas prismáticas, las que se destinaron a ensayos de tracción directa, compresión y flexión. El procesamiento de datos incluyó diagramas de esfuerzo-deformación y carga-deflexión, de donde se extrajeron tensiones máximas, deformaciones/deflexiones en el peak de tensión, deformaciones/deflexiones al 65% u 80% de degradación de la tensión máxima, módulos de elasticidad y energía post fisuración. Finalmente, el análisis de datos evidenció que las fibras de PVA largas provocaron un aumento de ductilidad en el hormigón, independiente del tamaño máximo del árido utilizado en la mezcla. Sin embargo, el hormigón reforzado con fibras de PVA tuvo, en promedio, una respuesta dúctil 128% mayor en presencia de áridos gruesos. Adicionalmente, se observó que las fibras tendían a aumentar, en promedio, un 20% la resistencia máxima del hormigón con árido fino y, en presencia de áridos gruesos, aumentó en promedio 11% exhibiendo que el contenido óptimo de fibras que maximiza la resistencia es de 1.23%.