Caracterización y estudio de la respuesta de hormigón reforzado con fibras de PVA

Abstract

Las fibras han sido usadas a lo largo de la historia en la construcción como adición que refuerza la característica quebradiza del concreto. Las fibras sintéticas de alcohol polivinílico (PVA) poseen una buena interacción con la matriz de concreto, además tiene excelentes propiedades mecánicas comparada con otras fibras. Debido a esto, ha sido comúnmente utilizada en la industria como refuerzos de morteros, sin embargo, su comportamiento con mezclas de concreto con árido grueso no ha sido estudiada a cabalidad. La siguiente investigación consiste en el análisis del comportamiento de hormigón con árido grueso reforzado con 0.62% y 1.23% PVA. El estudio contempla una documentación detallada de lo que se ha realizado y el impacto que ha tenido el uso de fibras en la industria, además, la obtención de las propiedades mecánicas del hormigón con árido grueso reforzado con fibras de PVA, contemplando ensayos hormigón en compresión y tracción. Posteriormente, se realizó un análisis de los datos obtenidos junto con el ensayo de vigas cortas y largas que evaluarán la respuesta del hormigón con árido grueso reforzado con fibras de PVA de miembros estructurales sometidos a un ensayo pushover. Por último, se calibró un modelo analítico que replica el ensayo de vigas anteriormente descrito, capturando y contrastando la respuesta de este. Durante la primera etapa, se realizaron un conjunto de probetas de hormigón reforzado con distintas concentraciones de PVA, variando además el tamaño máximo de árido. La idea es cuantificar la influencia del tamaño de árido y de la concentración de refuerzo de PVA en la mezcla. De aquí, se puede extraer que la fibra de PVA en la mezcla de hormigón con árido grueso, aumenta la deformación máxima y reduce en un 5% aproximadamente la resistencia máxima del elemento en compresión. Por otro lado, los ensayos de tracción arrojaron que la fibra de PVA aumenta la resistencia a tracción del hormigón en un 30%, sin embargo, datos con respecto al cambio de deformación no pudieron ser obtenidos. Las fibras de PVA en el ensayo de vigas cortas cambiaron el modo de falla de corte a flexión, aumentando la deflexión y la capacidad del elemento. También, el ensayo de las vigas esbeltas arrojo que la adición de PVA aumenta la capacidad, pero disminuye la flecha. El ensayo fue replicado mediante un modelo analítico, usando el elemento E-SFI, capturando ambos fenómenos observados en el ensayo.