Caracterización del comportamiento del hormigón reforzado con fibras de acero Dramix 3D 65/35

Abstract

Debido a una necesidad que existe de aumentar la resistencia a tracción del hormigón y la ductilidad de este frágil material, en este trabajo se estudia realizar esto desde la matriz, agregando fibras de acero Dramix 3D 65/35 a una mezcla de hormigón, esto se hizo variando las cuantías de fibras de acero y el tipo de árido a utilizar, a fin de obtener los mejores resultados posibles y hacer comparable este tipo de hormigón con el hormigón convencional, tratando de tomar en cuenta la mayor cantidad de variables posibles, por eso se busca caracterizar este material en todas sus facetas, es decir tracción, compresión y flexión, donde esta última se hará de forma indirecta a través de ensayos de 3 puntos. Una vez realizados los ensayos se procederá a exponer los resultados y hacer las comparaciones para verificar el comportamiento real que se obtiene de agregar fibras a la matriz de hormigón para mejorar propiedades, luego se buscarán los motivos que pueden mermar o reafirmar lo que se buscaba con tal de hacer el trabajo lo más completo posible. Lo anterior se redujo a ensayos de 24 probetas cilíndricas de 110[mm] de diámetro y 210[mm] de largo y 12 viguetas prismáticas de 150x150[mm] de sección transversal y 530[mm] de largo. Las probetas cilíndricas se distribuyeron de la siguiente manera: se analizaron dos dosificaciones de áridos en la mezcla de hormigón, una de árido fino con diámetro máximo de árido de 4.75[mm] y otra de árido grueso con un diámetro máximo de árido de 19[mm], y al mismo tiempo en 3 cuantías de fibra de acero distintas, de 0, 0.5% y 1 %, y se hicieron dos ensayos de cada tipo, lo que resume las 24 probetas ensayadas. En cuanto a las viguetas prismáticas se procedió de igual forma, es decir, dos dosificaciones de árido, una fina y otra gruesa, en 3 cuantías, de 0, 0.5% y 1 %, y dos ensayos de cada tipo, lo que resultó en 12 ensayos en viguetas prismáticas. En cuanto a la resistencia, se mostró con los ensayos a compresión y tracción directa que se reduce la resistencia en ambas mezclas al añadir fibras siendo más estable la mezcla con árido fino, aunque aún así menos resistente, mientras que a flexión con ambas mezclas se llegó a aumentos en la resistencia de hasta el 40% con relación al hormigón sin fibras y se mantuvieron tensiones residuales aceptables. En cuanto a la capacidad de deformación en tracción y compresión la cuantía de 0.5% de fibras de acero no sirvió para dar mucha mayor ductilidad al hormigón mientras que la cuantía del 1% de fibra si aumentó la ductilidad, llegando hasta un 4.5% de deformación unitaria en tracción y un 1.4% en compresión, cabe destacar que en ambos casos la mezcla con árido fino aportó mayor capacidad de deformación. En el caso de la capacidad de deformación en flexión, esta se cuantifica mejor con la energía post fisuración, ya que muchos ensayos se deformaron más allá de lo que se podía tolerar con la máquina universal que realizaba los ensayos, y usando este parámetro se llegó a que ambas mezclas tienen una respuesta parecida en la capacidad de deformación, siendo ligeramente mejor la mezcla de árido grueso al absorber más energía, y en el caso de flexión la cuantía de fibras tuvo un comportamiento aproximadamente lineal en relación a la energía, por ende a la ductilidad, es decir, la cuantía del 0.5% de fibra aportó en la capacidad de deformación, pero no tanto como una cuantía del 1 %.