Respuesta experimental de muro de hormigón con fibras de PVA ante cargas cíclicas

Abstract

A lo largo de la historia de la construcción, se han utilizado diversos materiales para la creación de elementos estructurales. El descubrimiento del hormigón representó un avance importante, aunque su debilidad en tracción y falta de ductilidad llevaron a fallas frágiles. Para superar estos desafíos, se adoptó el hormigón armado, junto con la investigación, en fibras como una alternativa. Las fibras de PVA (Polivinilo Alcohol) han surgido como un material prometedor debido a sus destacadas propiedades mecánicas, como alta capacidad de tracción y alargamiento. Debido a esto, se decide realizar el estudio de las fibras de PVA como un refuerzo para aplicarlos en elementos estructurales, que en este caso son los muros esbeltos, sin confinamiento y con malla doble, ensayándolos mediante fundaciones reutilizables y postensadas, con el propósito de reciclar distintos elementos estructurales de hormigón, para sacarle provecho y ahorrar en material. En el siguiente documento, se presenta un análisis comparativo de la influencia de las fibras de PVA, en muros para una cuantía del 1,8%, ante demandas cíclicas en el plano de este muro. En este estudio cuantitativo, se evidencia la presencia de dos fallas: a) falla por flexión, que se presentó en el muro de hormigón normal, la cual es característica en muros esbeltos y b) una falla por fatiga, debido a la rotura de una barra longitudinal producido por el alto desplazamiento en la parte superior del muro (49,45 [mm]). Por otro lado, aunque no resultó una simetría en derivas con respecto al muro de hormigón normal, se pudo realizar un análisis comparativo donde se vislumbró que el muro de hormigón con fibra de PVA obtuvo una diferencia en ductilidad de un 134,18%, con respecto al muro base. Otro factor por considerar fue la resistencia máxima que presento el muro de hormigón con fibra de PVA, 11[tonf], el cual representa un aumento del 10% con respecto al muro convencional. Dicho aumento, también se vio reflejado en la rigidez, al estar aumentado en el mismo porcentaje. Sin embargo, al tratarse de energía de disipación, se tuvo que emular una condición en la Curva Capacidad vs Deriva del muro tipo para todos los ciclos, producto de la asimetría en las derivas que ocurrió en el ensayo, cuya diferencia fue del 37,13% favorable al muro de hormigón con fibras de PVA. Mediante el catastro en terreno, se plasma que el uso de fibras como refuerzo, logra distribuir de mejor manera las grietas, evitando una mayor apertura entre ellas. No obstante, ante lo anterior aún no se puede aseverar que el hormigón con fibra PVA, pueda reemplazar el material de acero en el muro.