Análisis del comportamiento del hormigón con refuerzo de fibra de PVA largas y cortas

Abstract

En la actualidad, el hormigón es el material de construcción más usado dado a sus altas cualidades para resistir cargas a compresión y su alta durabilidad frente a condiciones adversas. Junto con el acero, se crea el hormigón armado resolviendo la deficiencia del hormigón a acciones que someten este material a tracción. Las aplicaciones de la fibra como refuerzo en el hormigón son bajas, tales fines se reducen principalmente a revestimientos, sin poder ser aplicados a elementos estructurales. Para que el FRC (Fiber Reinforced Concrete) logre su aplicación en elementos de uso estructural se es necesario una serie de estudios que avalen su capacidad y respuesta frente a diversas cargas. Actualmente existen estudios que dan como uso la fibra de Alcohol polivinílico (PVA) como refuerzo para mejorar la resistencia del hormigón junto con su ductilidad, tales estudios abarcan lo que respecta a una fibra de PVA de largo 12 a 15 [mm] en dosificaciones de hormigón con árido fino y grueso, mostrando un claro comportamiento dúctil y un aumento en la resistencia a tracción principalmente con finos. Dada a la fehaciente necesidad de buscar una mejora en el comportamiento obtenido anteriormente con árido grueso, se estudia el uso de mezclar fibra de PVA corta de 12 [mm] en un 30% junto con fibra de PVA larga de 30 [mm] en un 70% en dos tipos de mezclas, tomando M1 la mezcla que incluye árido grueso con un tamaño máximo de este de 19 [mm] y M2 la mezcla de árido fino que toma un tamaño máximo de este de 4.75 [mm], junto con esto se consideran 3 tipos de volúmenes diferentes de fibra para cada uno, de 0%, 1.23% y 2%. Se realizan los siguientes ensayos; tracción directa, compresión y flexión, para los dos primeros ensayos se consideran 36 probetas cilíndricas de 105 [mm] de diámetro y 210 [mm] de alto, y para el tercer ensayo se consideran 12 viguetas de 150 [mm] de alto, 150 [mm] de ancho y un largo de 530 [mm]. En tracción directa se presenta un aumento de la resistencia máxima junto con el comportamiento dúctil esperado, los cuales son directamente proporcional al aumento del refuerzo de fibra en la probeta, los valores en tensiones máximas son similares entre mezclas con 2% de fibra, M1-2% 2.55 [MPa] y M2-2% 2.65 [Mpa], por otro lado, las deformaciones últimas obtenidas corresponden a M1-2% 1.5 [mm] y M2-2% 1.84 [mm]. Para el ensayo a compresión la resistencia máxima optima se obtiene en M1-2% y M2-1.23% con 41.84 [MPa] y 37.67[MPa] respectivamente, con respecto al comportamiento dúctil, este presenta una mejor respuesta en cada mezcla para M1-1.23% y M2-2%, con valores de deformaciones últimas de 2.17 [mm] y 1.95 [mm]. Por último, para los ensayos a flexión, tanto la resistencia máxima como la respuesta dúctil aumentan proporcionalmente a la cantidad de fibra de refuerzo que se utilice, obteniendo valores óptimos de tensión máxima de cada mezcla de M1-2% 4.89 [MPa] y M2-2% 4.39 [MPa], por otro lado, los óptimos en deformaciones últimas corresponden a los mismos especímenes con valores de 3.79 [mm] y 5.11 [mm]. Finalmente, se logra una respuesta similar de ambas mezclas esto debido al uso dentro de fibras largas y cortas, es decir, tanto la ductilidad como la resistencia máxima, en ambos casos, presentan mejoras obteniendo valores similares en estos puntos.