PDF superior Comportamiento mecánico del concreto reforzado con fibra de vidrio

T 666 893 H874 2015 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Q < Q 00 == í;¡;l > z J NACIONAL "COMPORTAMIENTO MECÁNICO DEL CONCRETO RE[.]

Al diseñar las estructuras se procura que el concreto no trabaje a tensión directa; sin embargo, casi siempre es inevitable que el concreto en la estructura deba soportar ciertos esfuerzos a tensión, ya sea como consecuencia de determinadas condiciones de carga que involucran flexión y cortante, o como resultado de las contracciones que se producen en el concreto por secado o por temperatura, en condiciones que las restringen. De conformidad con ello, la resistencia del concreto a tensión es una propiedad que requiere consideración especifica en el diseño de las estructuras en que tiene mayor influencia, tal como es el caso de las presas en arco, o de pavimentos de concreto hidráulico cuyo diseño se efectúa con base en la resistencia del concreto a tensión por flexión. De igual manera que la resistencia del concreto a compresión, la de tensión también depende de las resistencias a tensión propias de la pasta de cemento y los agregados, y de la adherencia que se genera entre ambos, si bien la influencia relativa de estos factores puede variar en función de los procedimientos que se utilizan para determinar la resistencia del concreto a tensión, que son básicamente tres tal y como se representan esquemáticamente en la Figura 4:

El presente estudio tuvo como propósito analizar cómo influye la adición de Fibra de Acero (FA) en sus propiedades mecánicas. Se realizaron ensayos de concreto tradicional, para así poder analizarlos en pavimentos. Se determinaron la metodología de diseño donde se realizaron análisis de los diseños ya realizados y una investigación experimental para verificar los parámetros de diseño realizados en las variadas especificaciones técnicas, utilizando una resistencia de concreto de 210kg/cm2 con promedio máximo nominal de agregado de 1” y un tipo de FA tanto en probetas cilíndricas y prismáticas para poder comprobar su comportamiento mecánico.

son elementos fabricados con aleaciones de Platino, de forma prismática y con una base trabajada con un número determinado de agujeros de dimensiones controladas. La distribución y diseño de los agujeros es tal que permiten y facilitan el fibrado del vidrio. El vidrio fundido se mantiene en la hilera a unos 1250¤C, temperatura que permite su colada por gravedad, dando origen a barras de vidrio de algunas décimas de milímetro de diámetro. El calentamiento de las hileras para este proceso se realiza por efecto Joule, con una corriente de seguridad (bajo voltaje y gran amperaje). A la salida de la hilera, el vidrio se estira a gran velocidad, entre 10 y 60m/s según el diámetro a obtener. El enfriamiento se realiza en una primera fase por radiación y en una segunda por pulverización de agua fría. De esta forma se logra la no orientación de las partículas en el espacio y por lo tanto la formación de este sólido amorfo que es el vidrio. El vidrio obtenido tras este proceso tiene forma de filamento de varias micras de diámetro. Los diámetros normales de filamentos oscilan entre las 14 y las 20µ según el producto y la aplicación a la que se dirija (Follis, et al., 2010).

Después de tener la cantidad necesaria de fibras de cada material se procedió a realizar las respectivas mezclas para la elaboración de las muestras de concreto. Realizamos treinta y cinco (35) cilindros, de los cuales únicamente utilizamos treinta, ya que los cinco restantes solo sirvieron como repuesto por si algo fallaba, y diez (10) vigas de concreto. Se fundieron todos los cilindros de muestra en diferentes días para ser ensayados a diferentes edades (7, 14 y 28) y para cada día de ensayo se contó con dos (2) cilindros por cada tipo de macro fibra; para las vigas solo se realizaron ensayos a las edades de 14 y 28 días, siendo estas ensayadas en las mismas fechas que los cilindros, para cada tipo de fibra. La cantidad de macro fibras aplicadas de PET, vidrio y cáñamo fue directamente proporcional al volumen ocupado por las macro fibras de acero, debido a que nos basamos en la dosificación recomendada para estas fibras e hicimos una relación directa de densidades, consiguiendo mantener el mismo volumen de fibras para todos los cilindros.

Tabla 1 Proporciones en kg de los elementos. ...................................................... 13 Tabla 2 Características mecánicas de diferentes fibras naturales y sintéticas. ..... 18 Tabla 3 Composición química de las diferentes fibras naturales. ......................... 18 Tabla 4 Características físicas de la fibra de cabuya. ............................................ 19 Tabla 5 Propiedades de filamentos típicos de telas disponibles en el mercado. ... 30 Tabla 6 Índice de ductibilidad del hormigón en base a la resistencia a compresión. ............................................................................................................................... 57 Tabla 7 Índice de ductibilidad por energía de deformación en base a la resistencia a compresión del hormigón. .................................................................................. 58 Tabla 8 Resumen de ensayos de caracterización de fibras y materiales para el sistema FRCM. ...................................................................................................... 74 Tabla 9 Operacionalización de las Variables. ....................................................... 77 Tabla 10 Muestra de vigas y columnas para ensayos finales. ............................. 165 Tabla 11 Escala 1: 3 para el diseño de columna. ................................................ 165 Tabla 12 Límites de espaciamiento y confinamiento de estribos. ...................... 167 Tabla 13 Longitud de confinamiento Lo. ............................................................ 167 Tabla 14 Espaciamiento en la zona de confinamiento. ....................................... 168 Tabla 15 Espaciamiento en la zona no confinada. .............................................. 168 Tabla 16 Escala de diseño de la viga sometida a flexión pura. ........................... 173 Tabla 17 Separación de acero de la norma NEC-SE-HM ................................... 177 Tabla 18 Caracterización de la fibra y tejido

Castiblanco y Carrero (2015), en su investigación “Estudio Teórico y Experimental del Comportamiento del Hormigón con Materiales no Convencionales: Fibras de vidrio y Fibra de Carbono, Sometido a Esfuerzos de Compresión”, realizada en la Universidad Católica de Colombia, Bogotá. Los investigadores estudiaron el comportamiento del concreto sometido a compresión, en el cual encontró información a partir de prácticas de laboratorio implementando briquetas cilíndricas de concreto con incorporación de fibras de vidrio y fibras de carbono. Los resultados de esta investigación muestran que se incrementa la resistencia a la compresión del concreto reforzado con fibras de vidrio en un 45% en comparación con el concreto simple sin fibras de vidrio. Además concluye que el porcentaje de fibras de vidrio fue de 0.8% del total de los componentes del concreto, con cantidades mínimas se puede llegar a mejorar la resistencia a la compresión del concreto.

Los momentos de diseños fueron obtenidos por medio del modelo de SAP2000, tomando en cuenta las diferentes resistencias del concreto hidráulico (f’c). El momento resistente fue calculado ahora sí, con la cuantía de acero con la que iba a contar las vigas: cuatro varillas longitudinales de 12,7 mm de diámetro (nro. 4) y aros de 9,5 mm (nro. 3) a cada 10 cm. Los dos elementos utilizaron la misma cuantía para que el diseño estructural no fuera una variable en el análisis del comportamiento mecánico de las vigas y para que el mismo siguiera concentrándose en el comportamiento del concreto hidráulico, ocasionando el mismo resultado de momento resistente para los dos elementos. Si bien es cierto, la utilización de cuatro varillas nro. 3 longitudinales hubiera cumplido con los momentos de diseño, el haber contado con cuatro varillas nro. 4 casi duplicó el momento resistente en comparación con el momento de diseño, pero para este estudio, el haber sobre diseñado los elementos hace que el mismo siga priorizando el comportamiento mecánico del concreto, pues las barras de acero quedaron intactas (sin ningún daño) durante la aplicación de las cargas hasta la llegada de la falla.

Tanto el agregado fino como el agregado grueso constituyen los elementos inertes del concreto, los cuales son aglomerados por la pasta de cemento para formar la estructura resistente. Estos ocupan alrededor de las ¾ partes del volumen total, luego la calidad de estos tienen una importancia primordial en el producto final. Se sabe que los agregados no intervienen directamente en las reacciones químicas entre el cemento y el agua, sus características afectan notablemente al producto resultante, siendo en algunos casos tan importantes para el logro de ciertas propiedades particulares como las de resistencia, durabilidad etc. Están constituidos usualmente por partículas minerales de arenisca, granito, basalto, cuarzo o combinaciones de ellos y sus propiedades físicas y químicas tienen influencia en prácticamente todas las propiedades del concreto

La necesidad del hombre en innovar al paso de los años ha permitido la búsqueda de nuevas alternativas que le permitan aumentar sus conocimientos y aplicarlos a sus necesidades, este es el caso del ingeniero civil, debe ser una persona que vaya más allá de lo que tiene en el presente, gracias a esto debemos muchas de las nuevas tecnologías aplicadas al campo, aunque no todo es gracias a su ingenio sino a la manera a como ha interpretado lo que nuestros ante pasados han dejado; antiguamente solían usar paja y pasto en el barro para mejorar la adherencia (Pinzón, 2013); debido a la necesidad de mejorar el comportamiento de un material, se empezaron a realizar las distintas investigaciones partiendo del punto en que es necesario brindarle al concreto un material que no requiera altos costos pero que si le ayude a reforzar sus debilidades, muchas han sido las investigaciones con diversos materiales, muchos han sido los resultados y las recomendaciones para impulsar este tipo de proyectos cada uno con sus características.

Según (Muñoz Cebrián, 2011) La distribución tridimensional de las mini-redes, conlleva directamente a la reducción en el agrietamiento del hormigón y consecuentemente a una modificación en su comportamiento; en efecto, en la fase de retracción plástica se produce un gran número de micro-grietas. Cuando se somete el hormigón a un esfuerzo, las micro grietas van evolucionando haciéndose mayores y enlazándose unas con otras. Al continuar ejerciéndose la carga, algunas de estas grietas comienzan a hacerse inestables y a fallar traspasando el concreto de un lado a otro, las fibras definitivamente interrumpen y estabilizan las micro grietas. (Muñoz Cebrián, 2011, pág. 21)

25 Con el transcurrir del tiempo y al continuar la pérdida de agua, se originan fisuras por contracción por secado en el concreto endurecido que normalmente están separadas con un patrón de ocurrencia del orden de 30 veces el espesor del elemento, así como longitudes y profundidades de agrietamiento superiores, a las evaluadas para la contracción plástica, apareciendo en la mayoría de los casos no antes de 1 año después del vaciado, pudiendo estar comprometido el comportamiento estructural.

T 666 893 V328 2015 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DEL CONCRETO CON ADICIÓN DE FIBRA DE ACE[.]

El modelo que se implementó en el análisis mediante elementos finitos se comporta elásticamente hasta alcanzar la resistencia máxima a tracción, siendo nula la apertura de fisura hasta dicho punto. Tras superar su resistencia a tracción, el material se comporta según la función de ablandamiento implementada. Como se mencionó antes, las relaciones constitutivas propuestas por las normativas son funciones bi o trilineales de ablandamiento, por tanto funciones que no representan de manera correcta la rama de recarga en el ensayo de fractura en HRFP. Tras la primera descarga [13] se produce otra rama, en este caso de carga, que representa el puente de fibras entre los labios de la fisura. Esta rama de recarga intermedia depende del tipo de fibras empleadas y se mantiene hasta el fallo o arrancamiento de la fibra. El tipo de curva trilineal se ha empleado con éxito para HRFA [16] en el caso de ramas intermedias planas o de descarga suave. La Figura 7 muestra el esquema de descarga para HRFP según el modelo trilineal propuesto.

piezas de termoplástico reforzado con fibras cortas moldeadas por inyección de los que concluyeron que: el material es altamente anisotrópico y no-lineal; el comportamiento tiempo-dependiente es claro y a pequeñas deformaciones la dependencia es mayor durante la descarga (en relación a la carga), y observan una tendencia contraria a altas deformaciones; y finalmente, observan la existencia de una histéresis de equilibrio dependiente del contenido y orientación de las fibras. La observación de estos experimentos llevó a desarrollar un modelo fenomenológico tridimensional que consiste en dos fases: la fase uno es la matriz y la fase dos es la fibra más la interfase fibra- matriz. Para representar la fase uno se utilizó un elemento de Maxwell en paralelo con un resorte mientras que la respuesta elasto-plástica anisotrópica de la fase dos es modelada por un elemento de fricción dependiente de la dirección en paralelo con un resorte dependiente de la dirección. El modelo considera como dato un tensor de segundo orden que representa la orientación de las fibras en la matriz y cuenta con 10 parámetros ajustables.

La  primera  patente  de  estos  tubos  fue  la  del  método  Hobas,  desarrollado  en  Suiza   en   1957,   cuando   la   industria   textil   Basler   Stückfäberei   intentaba   sustituir   los   cilindros   de   madera   donde   oreaba   la   tela   en   el   teñido,   pues   se   astillaban.   Los   resultados   con   cilindros   de   poliéster   reforzados   con   fibra   de   vidrio   mediante   centrifugado  promovieron  la  idea  de  fabricar  tubos,  instalando  la  primera  fábrica   en  1961.  El  desarrollo  fue  tal  que,  a  principio  de  los  años  70,  se  inició  la  fabricación   de   diámetros   entre   400   y   1500   mm,   al   tiempo   que   se   produjo   la   fusión   con   la   empresa   sueca   Höganäs,   que   desembocó   en   la   constitución   de   un   nuevo   sistema   mundial  para  la  nueva  tecnología,  Hobas  Engineering  A.  G.,  nombre  comercial  con  el   que   se   conoce   en   España   esta   tipología   de   PRFV   en   lugar   de   la   habitual   de   Centrifugal  casting  o  moldeo  por  centrifugación.  

El presente trabajo de investigación, se centró en el estudio del comportamiento de la fibra de vidrio insertada al concreto absorbente para aumentar su resistencia a la compresión, tal como es el caso para realizar esta investigación nos basamos de fuentes bibliográficas donde se encontró bastante información relevante acerca de la fibra de vidrio para animarse a usar este material como uno de los principales reactores para aumentar la resistencia a compresión del concreto absorbente. La variable independiente para este trabajo de investigación es el estudio del comportamiento de la fibra de vidrio insertada al concreto absorbente para ver si es adecuado usarlo en su diseño de mezclas o no, esto se hizo mediante diferentes ensayos de mezclas en laboratorio; y la variable dependiente es aumentar su resistencia a la compresión para usarlo en senderos peatonales de bastante tránsito. Esta investigación se hace con el fin de encontrar el diseño apto del concreto absorbente para la inserción de la fibra de vidrio y en base a las características de los agregados que se estudia se escoge el que de una mejor trabajabilidad y ayude a su resistencia para que posteriormente se pueda usar en pavimentos de alto tránsito, principalmente en las zonas donde la demanda de lluvias es bastante alta y en ocasiones casi imposible de transitar. Los estudios que se hacen necesariamente son en laboratorio, con ayuda de las normas americanas y extranjeras relacionadas al tema de investigación como son el ACI (American Concrete Institute) y ASTM (American Society of Testing Materials) especialmente.

En este caso se desarrolló una investigación experimental para la comprobación y el análisis del comportamiento a flexión de elementos de concreto reforzado con fibra metálica SFRC, y se[r]

7.3.1 Ud Luminaria de alumbrado deportivo para lámparas de hasta 600 W. La luminaria se compone de un cuerpo de aleación de aluminio inyectado pintado, que incorpora los auxiliares eléctricos y una tapa de aleación de aluminio inyectado pintado. El vidrio sodocálcico templado está sellado sobre el reflector de aluminio embutido, abrillantado y anodizado. La caja de conexión (IP 44) está cerrada con una tapa de material sintético. Pintura en polvo de poliester, instalado, incluyendo replanteo, accesorios de anclaje y conexionado.

sanos. Poco antes de cumplir los tiempos de formación de junta fría (2, 4, 6 y 8 horas) se preparó un segundo lote de concreto fresco para completar las mitades faltantes y así conformar las probetas con junta fría, fundiendo también cilindros sanos de esta segunda mezcla. Los cilindros sanos y con junta fría se desencofraron una vez tenían una consistencia apropiada y se llevaron a piscina de curado con una temperatura constante de donde se sacaron una vez cumplieron las edades predeterminadas de 3, 7 y 28 días para ensayar a compresión uniaxial o tracción indirecta según fuera el caso. Por cada cilindro con junta fría ensayado se fallaron dos probetas testigo sin junta del mismo lote de mezcla para poder establecer el porcentaje de disminución de resistencia. Para el ensayo de compresión uniaxial en cilindros con junta diagonal y horizontal, una vez se retiraron las probetas de la piscina de curado se les colocó un retenedor con almohadilla de neopreno en ambos extremos, disponiendo el cilindro en sentido vertical y alineándolo con el eje de la rótula de la placa superior de la máquina de ensayo. La prensa aplicó la carga a una velocidad de 0.25 MPa/s hasta que el cilindro falló y se obtuvo la fuerza en el instante en que se presentó la rotura. Para el ensayo de tracción indirecta en la probeta con junta fría vertical se colocó el cilindro con su eje orientado horizontalmente y la carga aplicada a lo largo de la altura del cilindro y paralela al plano de la junta. En la Figura 2 se muestra un esquema de la forma en que en aplicó la carga a los cilindros con junta fría en los ensayos.