COMPORTAMIENTO A CORTANTE DE HORMIGONES …

COMPORTAMIENTO A CORTANTE DE HORMIGONES REFORZADOS CON FIBRAS DE

POLIOLEFINA

Á. Picazo1, M.G. Alberti2, A. Enfedaque2, J.C. Gálvez2*, C. Álvarez2

1Departamento de Tecnología de la Edificación, E.T.S de Edificación, Universidad Politécnica de Madrid. Avda. Juan

de Herrera, 6, 28040, Madrid, España 2Departamento de Ingeniería Civil: Construcción, E.T.S de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Universidad

Politécnica de Madrid. C/ Profesor Aranguren, s/n, 28040, Madrid, España

*Persona de contacto: [email protected]

RESUMEN

El hormigón reforzado con fibras (HRF) ha sido incluido en las normas de diseño estructural y empleado en numerosos

elementos constructivos en los últimos cincuenta años, principalmente con fibras de acero. Los requisitos estructurales

están recogidos en las normas en función de los resultados de ensayos de resistencia residual a la tracción por flexión

realizados en probetas prismáticas entalladas. Las fibras de poliolefina han demostrado ser capaces de cumplir con

dichos requisitos, lo que permite aprovechar la contribución de las fibras en el diseño estructural con menores

dosificaciones en peso. Sin embargo, el diseño estructural implica también considerar sus contribuciones a cortante, no

habiendo en la literatura científica resultados disponibles utilizando hormigón reforzado con fibras de poliolefina

(HRFP). Este trabajo presenta los resultados experimentales de ensayos de cortante con HRFP. Los ensayos se

realizaron en probetas de doble entalla tipo “push-off” y se estudiaron los procesos de fisuración mediante vídeo-

extensometría. Se emplearon hormigones de resistencia moderada con dosificaciones de fibras de 6 y 7,5 kg/m3 para ser

consideradas estructurales. Dichas probetas se prepararon a partir de las mitades resultantes de ensayos de fractura en

flexión, lo que permitió correlacionar las contribuciones de las fibras en ambos tipos de ensayo y avanzar en el

conocimiento sobre el comportamiento en Modo II de fractura.

PALABRAS CLAVE: Hormigón reforzado con fibras, fibras de poliolefina, cortante, video-extensometría

ABSTRACT

Fibre reinforced concrete (FRC) is considered in several structural concrete codes. Hence, fibres can be considered as a

reinforcement of concrete if certain requirements are met. According to such considerations, significant structural

applications have been reported during the last fifty years, predominantly with examples using steel fibre reinforced

concrete (SFRC). New advances in plastic industry have allowed the production of polyolefin-based macro-fibres that

comply with such structural requirements based on the residual strengths obtained from three-point bending fracture

tests performed on notched specimens. Thus, polyolefin fibre reinforced concrete (PFRC) can be used as an alternative

to other steel reinforcements with lower dosages in terms of weight. Nevertheless, structural design not only deals with

pieces subjected to flexural and tensile stresses. Thereby, the reinforcement entails also shear stresses under which the

contributions of polyolefin fibres are still a matter of research. This paper presents an innovative experimental

campaign with results of fracture in Mode II of PFRC. The push-off tests were setup with double-notched specimens. In

addition, the use of digital image correlation devices permit studying the cracking processes of the specimens under

shear loading. For that aim, concrete with moderate strength and with fibre dosages of 6 and 7.5 kg/m³ was

manufactured. The prismatic specimens were initially tested under standard three-point bending tests and the remaining

halves were prepared for the push-off tests. This allowed to correlate both types of tests and advance in knowledge

dealing with PFRC under Mode II of fracture.

KEYWORDS: Fibre reinforced concrete, polyolefin fibres, shear, digital image correlation

1. INTRODUCCIÓN

El hormigón es uno de los materiales más empleados en

el desarrollo de las infraestructuras y la edificación. Su

importancia lleva aparejada la necesidad de conocer sus

propiedades físicas, químicas y mecánicas, por lo que es

un material ampliamente estudiado de manera

experimental. Conocida es su buena resistencia a la

compresión, pero tiene el inconveniente de que su

capacidad resistente a la tracción es reducida [1],

Anales de la Mecánica de la Fractura 34, 2017

226

además de ser un material de comportamiento frágil y

tener baja ductilidad [2]. Estas características permiten

emplear el hormigón en elementos constructivos

sometidos principalmente a compresión, en tanto que

para soportar las tracciones, ha sido necesaria la

combinación con otros materiales que soporten las

tracciones, siendo habitual el refuerzo con barras de

acero corrugado formando el conocido como Hormigón

Armado (HA) [3].

Además de la mayoritariamente empleada inclusión de

armaduras de acero, otras técnicas se han ido

introduciendo para conseguir mejorar la resistencia a

tracción del hormigón sin mermar, en ningún caso, su

resistencia a compresión. Una de estas técnicas es la

inclusión de fibras aleatoriamente dispuestas en su masa

[4]. Las fibras fueron originalmente residuos de acero y

los primeros estudios experimentales con el concepto

moderno de hormigón reforzado con fibras (HRF) datan

de 1963 [5, 6]. Tras más de cincuenta años de

investigación y práctica sobre el hormigón reforzado

con fibras de acero (HRFA) [7], otros tipos de fibra han

sido empleadas y estudiadas, entre ellas macro-fibras de

poliolefina estructurales [8-11].

Las normativas actuales [12, 13] consideran al HRF

como un material con posibilidades estructurales y

como tal se pueden tener en consideración en el cálculo

la contribución de las fibras para los diferentes estados

límite, si se cumplen determinados requisitos.

Los requisitos de las normas para considerar la

contribución de las fibras en el cálculo estructural están

referidos en función de los resultados de ensayos de

resistencia residual a la tracción por flexión [14] sobre

probetas prismáticas con entalla. Estos ensayos han sido

estudiados de manera experimental tanto en elementos

reforzados con fibras de acero como de poliolefina [15-

17].

Para el uso de un material con carácter estructural se

debe estudiar su capacidad resistente frente a los

diversos esfuerzos a los que va a estar sometido. Por

ello, fue necesario realizar un estudio donde se

profundizó en el comportamiento del hormigón

reforzado con fibras de poliolefina (HRFP) sometido a

esfuerzo cortante [18, 19]. Algunos estudios han

demostrado la resistencia a cortante del hormigón

reforzado con fibras que, aunque es superior al del

hormigón convencional, no llega a los niveles aportados

por el acero en cercos a cortante [20], con el mismo

porcentaje.

Una forma de estimar experimentalmente el

comportamiento a cortante de un material es mediante

ensayos tipo “push-off” [21]. Del ensayo se extraen

valores de carga aplicada y la abertura de fisura. La

probeta es un prisma en forma de “Z” con dos entallas

que generan una zona de ligamento sobre la que se

produce un esfuerzo cortante y una fractura en Modo II,

tal y como se puede observar en la Figura 1. El ensayo

se completa con dos extensómetros que miden la

apertura o cierre de las entallas, indicando además los

posibles giros sufridos por las probetas.

Figura 1. Probeta tipo “push-off” con barras de carga

y extensómetros en posición de ensayo

Se complementaron los ensayos con la técnica de vídeo-

extensometría, que permitió generar mapas de tensiones

y deformaciones de una determinada zona de la probeta.

Esta técnica no altera en ninguna medida las

condiciones de contorno de los ensayos [22].

En este estudio se ha evaluado el comportamiento del

HRFP mediante ensayos tipo “push-off”, sometidos a

ensayos de cortante puro. Se emplearon probetas de

HRFP de resistencia moderada con dosificaciones de

fibras de 6 y 7,5 kg/m3, que fueron previamente

ensayadas en ensayo de resistencia a la tracción por

flexión según el ensayo UNE-EN 14651 [14].

2. CAMPAÑA EXPERIMENTAL

En la campaña experimental se fabricaron probetas de

HRFP con dos cuantías de fibras. El cemento empleado

fue “CEMII/B-M 32,5 N” y las fibras utilizadas fueron

fibras de poliolefina “Sikafiber R48” de 48 mm de

longitud y con tratamiento superficial para mejorar la

adherencia entre la fibra y la matriz. Las cuantías de

fibras empleadas fueron de 6 kg/m3 y 7,5 kg/m3,

añadidas directamente en el amasado mediante dos

formatos distintos: en saco y en “pucks”. En la Tabla 1

puede verse la dosificación empleada para la fabricación

de los cuatro tipos de hormigón resultante. De cada uno

de ellos se fabricaron tres probetas cilíndricas de altura

300m y de diámetro 150m y cuatro probetas prismáticas

de dimensiones 600x150x150mm³. En una primera fase

experimental se hicieron ensayos a los 28 días de edad

de resistencia a compresión siguiendo la norma UNE-

EN 12390-3 [23] y de resistencia a la tracción por


227

flexión obtenidas según la norma UNE-EN 14651 [14].

Las resistencias medias a compresión y las resistencias

residuales a tracción por flexión obtenidas en los

ensayos de fractura se muestran en la Tabla 2 junto con

sus correspondientes coeficientes de variación (c.v.).

Tabla 1. Dosificación en kg/m3 para los cuatro tipos de

HRFP

Hormigón

Materiales HP7,5p HP7,5s HP6p HP6s

Cemento 312 312 312 312

Agua 216 216 216 216

a/c 0,69 0,69 0,69 0,69

Arena 875 875 875 875

Gravilla 198 198 198 198

Grava 519 519 519 519

Fibras 7,5 7,5 6,0 6,0

Añadidas 12 uds.

(Pucks)

600 gr

(Saco)

10 uds.

(Pucks)

500 gr

(Saco)

Tabla 2. Resistencia a compresión y resistencias

residuales a tracción por flexión

Hormigón

HP7,5p HP7,5s HP6p HP6s

Resistencia a compresión a 28 días (MPa)

fcm 17,30 20,10 17,39 21,70

c.v. 0,01 0,03 0,07 0,04

Resistencias residuales (MPa)

fLOP 2,37 2,78 2,36 3,2

c.v. 0,08 0,13 0,08 0,12

fMIN 1,70 1,49 1,42 1,42

c.v. 0,22 0,14 0,19 0,15

fR1 1,84 1,56 1,44 1.43

c.v. 0,23 0,18 0,19 0,17

% fLOP 77% 57% 61% 45%

fR3 2,39 1,91 1,76 1,74

c.v. 0,30 0,19 0,19 0,20

% fLOP 99% 70% 75% 55%

Tras la realización de los ensayos de resistencia a la

tracción por flexión, las probetas tipo “push-off” se

obtuvieron mecanizando las dos mitades resultantes,

según el esquema de la Figura 2. De este modo se

obtuvieron probetas de dimensiones 270x150x150 mm3

a las que se realizaron dos entallas de 75 mm en sus

lados opuestos. De este modo se consiguió crear una

superficie de ligamento vertical en el centro de la

probeta. Para evitar los problemas que podría originar

una mínima variación en la posición central de la carga,

tales como roturas por flexión de los voladizos superior

o inferior de las probetas, se reforzaron con fibra de

carbono adherida exteriormente con resina epoxi. En las

dos entallas se dispusieron extensómetros para medir el

“crack shear displacement” (CSD), como movimiento

relativo de los labios de la entalla. Esto permitió además

medir las posibles rotaciones relativas de la probeta. Se

dispuso también un sistema de vídeo-extensometría con

el que se pudo captar la aparición de fisuras y analiza

su desarrollo.

Figura 2. Obtención de probetas

Los ensayos se realizaron con una máquina Instron

8803 de 500 kN de capacidad. Los ensayos se

controlaron con el desplazamiento del actuador a una

velocidad de una µm/s. Con el fin de concentrar la carga

sobre la superficie de ligamento de las probetas se

dispusieron dos barras de acero de sección cuadrada de

10x10 mm2 en las caras superior e inferior de las

mismas. Para una correcta alineación de los bordes de

las entallas y las barras de carga se empleó un nivel

láser. En la Figura 3 se muestra la disposición general

para un ensayo de la presente campaña experimental.

INSTRON

Plato de compresión

Ordenador

Barra de carga

ExtensómetroEnfoque al centroCámara 1 Cámara 2

INSTRON

Actuador

dynacell Célula de carga

Bastidor

Figura 3. Esquema del montaje de los ensayos

El sistema de vídeo-extensometría permite medir las

deformaciones que se producen en las probetas

basándose en relacionar sus imágenes con el

movimiento relativo de un punto a tiempo “0” y su

posición a tiempo “t”, según se muestra en la Figura 4.

Para poder aplicar esta técnica es necesario preparar las

probetas con un patrón de puntos monocromo y

aleatorio de formas y tamaños variados [24]. Para la

obtención de las imágenes, en esta campaña, se

emplearon dos cámaras de alta definición con sensores

de cinco megapíxeles que monitorizaron las caras

delantera y trasera de las probetas.

Probetas push-off

150

F

150

270

500 9x75 mmentalla

x 2 uds.

270

600

270

Ensayos de tracción

cotas en mm


228

Figura 4. Patrón de puntos aleatorio

3. ENSAYOS A CORTANTE; PARÁMETROS Y

PROGRAMA DE ENSAYOS

En la presente campaña experimental se buscó obtener

la máxima información posible sobre el

comportamiento en fractura en Modo II del HRFP. Los

ensayos “push-off” permitieron asegurar los esfuerzos

de cortante de una región de las probetas. Una premisa,

para el análisis de los resultados de los ensayos fue que

la resistencia a cortante del hormigón no reforzado

depende únicamente de la resistencia de la matriz y de

la fuerza de engranamiento de los áridos de la superficie

de rotura.

Los objetivos de los ensayos fueron los siguientes:

Determinar el comportamiento post-fisuración

del HRFP sometido a cortante.

Comprobar la influencia de la dosificación de

fibras en el comportamiento post-fisuración en

Modo II.

Determinar los diferentes modos de fallo y

localizar la aparición y crecimiento de fisuras.

Evaluar la contribución de las fibras en la

fuerza y tensión máximas de rotura.

Determinar las deformaciones mediante la

técnica de correlación digital de imagen.

Correlacionar las resistencias residuales con el

número de fibras existentes en cada sección de

fallo.

Para el análisis de resultados y su comparación, desde

un punto de vista tensional, se utilizó la tensión cortante

promedio (prom). Esta se obtuvo como resultado de

dividir la carga aplicada sobre la probeta entre la

sección de ligamento resistente de la misma, según la

expresión (1). Estos valores, así obtenidos, nos

permitieron comparar distintas geometrías de probetas

“push-off”.

(1)

Donde: F es la fuerza aplicada.

c y d son las dimensiones de la sección

rectangular resistente (d 150 mm).

Con los datos obtenidos en los ensayos se obtuvieron

los siguientes resultados:

Curvas tensión – deformación.

Curvas carga – desplazamiento.

Vídeo completo de cada ensayo, mostrando los

diferentes mecanismos de rotura.

Análisis de deformaciones mediante vídeo-

extensometría y el software Vic-2D.

Curvas de movimientos relativos y giros de las

probetas.

Todas las probetas fueron reforzadas externamente con

fibra de carbono unidireccional adherida con resina

epoxi. El motivo de este refuerzo fue que, en campañas

anteriores, se había constatado el fallo de probetas por

flexión en los voladizos superior o inferior, motivado

por cualquier leve variación de la aplicación de la carga.

Durante la presente campaña se descartaron algunas

probetas en las que se produjo el efecto “peeling” por lo

que el refuerzo exterior con fibra de carbono se despegó

de la probeta. Por lo tanto, los resultados que se

presentan son los obtenidos en ensayos en los que se

descartó cualquier efecto de segundo orden que no

permitiese un análisis adecuado.

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE LOS

ENSAYOS DE CORTANTE

Los resultados obtenidos nos permitieron determinar

tendencias o patrones hallados en la forma de

comportamiento de los hormigones ensayados. En la

Figura 5 se muestran las curvas medias de las tres

probetas ensayas de cada tipo de HRFP, con cuantías de

fibras de poliolefina de 6 kg/m3 y 7 kg/m3 y las dos

formas de añadirlas, en saco o en “pucks”. El

comportamiento de las probetas durante el ensayo fue el

esperado: dúctil una vez superada la carga de fisuración.

Analizando las curvas tensión tangencial media frente a

CSD, se puede apreciar cómo las variaciones utilizando

las mismas cuantías de fibras son limitadas. Esto es

todavía más evidente para valores de tensión tangencial

máxima. Para un mejor análisis, en la Tabla 3 se indican

las dimensiones medias de las secciones de ligamento,

junto con los valores medios y sus coeficientes de

variación (c,v.) de la fuerza máxima (FMAX) y la tensión

tangencial máxima (MAX) alcanzados por cada tipo de

hormigón. Igualmente, se muestra en la Tabla 3 el

número (n) de fibras en las secciones resistentes.

Si se analizan los valores de FMAX, todos los hormigones

obtuvieron valores semejantes. Si se tiene en cuenta las

variaciones en la sección resistente (S), el hormigón

HP6s alcanzó una tensión cortante máxima de 5,19

MPa, por encima del resto. Es de destacar que, al igual

que consigue la mayor tensión tangencial, a partir de esa

tensión sus diferentes tensiones residuales son siempre

inferiores a las mostradas por los otros tipos de

hormigón. Sin embargo, en las ramas residuales se

puede apreciar cómo los valores soportados por las

probetas de HP6p fueron siempre superiores en toda la

rama a los que se obtuvieron con HP6s. Este

𝜏𝑝𝑟𝑜𝑚 =𝐹

𝑐 ∙ 𝑑


229

comportamiento se explica porque para las ramas

residuales el comportamiento está gobernado por la

presencia de fibras, teniendo más fibras el hormigón

HP6p como puede verse en la Tabla 3. Por el contrario,

en el comportamiento previo a la fisuración es la matriz

de hormigón la que tiene mayor influencia y el

hormigón HP6p obtuvo valores de resistencia a

compresión inferiores que el HP6s (ver en Tabla 2) por

lo que es esperable una menor resistencia de la matriz a

compresión. Por todo ello, podría concluirse analizando

la Tabla 3, que no existe una tendencia proporcional

entre la dosificación de fibras y los valores de máximos

de fuerza y tensión cortante en el ensayo. Este

comportamiento y análisis ya fue observado y analizado

en el comportamiento en fractura en Modo I en

anteriores investigaciones [8,15]. En el caso del

hormigón con 7,5 kg/m3 de fibras la tendencia es similar

al indicado para la cuantía de 6 kg/m3 aunque cabe

remarcar que en tuvieron resultados significativamente

parejos.

Tabla 3. Dimensiones medias de secciones resistentes

de probetas, fuerza media máxima, tensión cortante

media máxima y número de fibras de la sección

resistente


S (cm2) 132,7 133,4 127,7 121,2

FMAX (kN) 61,29 68,71 62,68 65,01

c.v. 0,06 0,15 0,08 0,08

MAX

(MPa) 4,55 4,93 4,61 5,19

c.v. 0,09 0,14 0,03 0,09

Fibras (n) 68 67 52 47

c.v. 0,01 0,29 0,07 0,11

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7 8

HP 7,5 p

HP 7,5 s

HP 6 p

HP 6 s

TEN

SIÓ

N T

ANG

ENC

IAL

(MPa

)

CSD (mm)

Figura 5. Curvas tensión tangencial media (tang) –

CSD (media de tres ensayos por cada tipo de hormigón)

Como ya se ha comentado en la Figura 5 se puede

observar cómo los valores residuales de tensión

tangencial (tang) en las ramas residuales sí están

fuertemente influidos por en número de fibras presente

en la sección y consecuentemente por la dosificación de

fibras. En este sentido, el análisis de las curvas permite

concluir que las diferencias inducidas por el método de

introducción de las fibras son muy limitadas, quedando

las curvas medias de los tres ensayos con 6 kg/m³

(HP6p y HP6s) y con 7,5 kg/m³ (HP7,5p y HP7,5s)

prácticamente alineadas dos a dos en función

únicamente de la dosificación de fibras.

Además, en este análisis de resultados es importante

proporcionar datos al respecto de la tenacidad de las

probetas estudiadas para poder estudiar las aportaciones

post-fisuración de las fibras. Por ello, tras obtener las

curvas tensión-desplazamiento, se calculó la energía

disipada por estos HRFP en los ensayos “push-off”

mediante la integración de estas curvas hasta la abertura

de 7 mm considerada el final del ensayo. El resumen de

resultados medios de todos los tipos de hormigón

ensayados se muestra en la Tabla 4. Si se analizan

dichos valores, puede observarse que una vez se produjo

la fisuración de la matriz, los hormigones con 7,5 kg/m3

de fibras tuvieron, un comportamiento superior a los de

6 kg/m3 de fibras.

En la Tabla 4 también se han incluido los valores de

tensiones tangenciales que mantienen los HRFP para

desplazamientos de 1, 2, 3, 5 y 7mm. Si se analizan

dichos valores, puede observarse que los hormigones

con 7,5 kg/m3 de fibras registraron, incluso

considerando únicamente 1 mm de desplazamiento,

valores superiores de tensión residual a los de 6 kg/m3

de fibras. Esta tendencia se mantuvo para todos las

deformaciones analizadas. Como se puede apreciar en la

tabla, las tensiones tangenciales residuales del hormigón

de HP7,5 kg/m3 siempre muestran valores superiores a

los mostrados para el hormigón de HP6.

Tabla 4. Energía disipada en los ensayos hasta 7 mm de

desplazamiento y tensiones residuales para

desplazamientos de 1, 2, 3, 5 y 7 mm

Hormigón


Gf (N/m) 10617 10696 9429 7665

tang a 1 mm

(MPa) 2,31 2,60 2,21 1,52

tang a 2 mm

(MPa) 1,60 1,61 1,32 1,08

tang a 3 mm

(MPa) 1,35 1,31 1,05 0,90

tang a 5 mm

(MPa) 0,95 0,91 0,81 0,65

tang a 7 mm

(MPa) 0,75 0,74 0,61 0,52

5. ANÁLISIS DE VÍDEO-EXTENSOMETRÍA

Para conseguir realizar este análisis se sincronizaron las

imágenes tomadas de las probetas durante los ensayos


230

cada segundo, mediante procesamiento del vídeo del

ensayo, con los valores de tiempo, carga y

desplazamiento obtenidos en los ensayos. Esta relación

permite obtener, para un valor de carga, el segundo de

ensayo en que se produjo ésta y seleccionar la imagen

obtenida para dicho segundo. Finalmente, el análisis de

la imagen permitió obtener los desplazamientos en

dicho momento y, por lo tanto, es posible correlacionar

las tensiones con dichos desplazamientos.

Respecto de las probetas tipo HP7,5 se analizó su

superficie de rotura y se localizó el principio de la fisura

en una de las probetas en el segundo 734 del ensayo. La

Figura 6 muestra la superficie de rotura en el segundo

736 de dicho ensayo, en la que se puede apreciar una

concentración de tensiones generada en el vértice de la

entalla inferior que se propaga en sentido casi vertical

hacia el final de la entalla superior a lo largo de la

sección de ligamento.

Figura 6. Probeta HP7,5p en el segundo 736 del ensayo

En otra de las probetas analizadas tipo HP7,5, veinte

segundos después del comienzo de la fisura se observó

la propagación de la fisura hasta la entalla superior. El

proceso de generación y avance de las fisuras observado

fue la aparición inicial de dos fisuras, en los bordes de

las entallas superior e inferior, desarrollándose

posteriormente hacia la entalla contraria. En la zona

central de la superficie de rotura las fisuras no se

encuentran, sino que se desarrollan formando una forma

de paréntesis, tal y como se muestra en la Figura 7

tomada tras el desarrollo completo de las fisuras.

Figura 7. Probeta HP7,5s en el segundo 1030 del

ensayo

Las probetas tipo HP6 fueron analizadas igualmente. En

algunas probetas se observó que la fisura no nació desde

los vértices de las entallas como en el caso de las

probetas de HP7,5, sino que se generó en la zona

central-inferior de la superficie en estudio. El desarrollo

posterior si es similar al de las probetas antes indicadas,

pero sin que se produjese la propagación de la fractura

totalmente vertical, sino formando una especie de red de

fisuras que termina comunicando la entalla superior e

inferior, según se aprecia en la Figura 8.

Analizando un de las probetas de HP6s, se observó que

la fisura comenzó a desarrollarse de forma vertical

partiendo del vértice de la entalla superior y que se

desarrolló en dos direcciones: una casi vertical en la

zona central de la probeta y con inclinaciones marcadas

desde la entalla superior y hasta alcanzar la entalla

inferior, como se ve en la Figura 9, en el segundo 739,

dos minutos después del comienzo de la fisuración.


231

Figura 8. Probeta HP6p en el segundo 1378 del ensayo

Figura 9. Probeta HP6s en el segundo 739 del ensayo

6. CONCLUSIONES

Se ha diseñado un ensayo que permite obtener y

analizar el comportamiento en fractura bajo

solicitaciones de cortante a partir de las mitades

obtenidas en ensayos de fractura en flexión.

El análisis mediante vídeo-extensometría permitió

analizar la fisuración de las probetas e identificar las

tensiones y desplazamientos tangenciales para las que

éstas se produjeron. Con ello, se pudieron generar

mapas de deformación y fisuración de las probetas,

siendo una tendencia general que se produzca la

generación de la fisura en la punta de la entalla superior

o inferior y se propague a lo largo de la sección de

ligamento hacia la otra entalla. Las fisuras fueron

verticales en algunos casos y en otros se formó una red

de fisuras, pero en ambos casos la fisura terminó

comunicando las entallas.

Se ha podido observar el comportamiento dúctil de los

HRFP frente a solicitaciones de cortante puro. Las

roturas se produjeron con desplazamientos menores de

0,6 mm, pero las probetas fueron capaces de soportar

tensiones tangenciales para desplazamientos de hasta 7

mm.

En cuanto a las diferencias por el método de

introducción de las fibras en el amasado, se ha

comprobado que las diferencias son muy limitadas

aunque parece observarse una mejora utilizando pucks

ya que los coeficientes de variación en el número de

fibras fue inferior.

Se ha podido concluir que los valores de fuerza y

tensión tangencial máxima en estos ensayos están

ligados con las propiedades de la matriz no mostrando

tendencia proporcional con la dosificación de fibras.

Por otro lado, la capacidad portante residual y, por lo

tanto la tenacidad y ductilidad, sí que están influidos por

el número de fibras presente en la sección. Por lo tanto,

se pudo concluir que son las fibras las que gobiernan el

comportamiento residual del hormigón reforzado con

fibras de poliolefina. Los hormigones con mayor

cantidad de fibras superaron los valores de tensión

residual obtenidos por los hormigones menos fibro-

reforzados, para desplazamientos superiores a 1 mm.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al Ministerio de Economía,

Industria y Competitividad la concesión de la ayuda

BIA2016-78742-C2-2-R para la realización del trabajo

presentado.


232

REFERENCIAS

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