Control de la tenacidad de los hormigones reforzados con fibras usando el ensayo de doble punzonamiento (ensayo barcelona)

Abstract

ResumenTradicionalmente, se utiliza el ensayo de vigas prismáticas sometidas a flexión para caracterizar la resistencia y el comportamiento en el régimen post fisuración del hormigón reforzado con fibras (HRF). Sin embargo, estos ensayos presentan una alta dispersión en sus resultados cuestionando su empleo para el control sistemático del HRF en obras; tienen, además el inconveniente de tratarse de ensayos complejos que requieren de probetas pesadas y de personal de laboratorio altamente calificado. Alternativamente, se ha propuesto el uso de otros ensayos normalizados de tracción directa e indirecta para realizar la caracterización de propiedades de los HRF, pero éstos han resultado ser muy complejos de ejecutar, sin obtener grandes mejoras en relación a la alta dispersión de los resultados. Con la finalidad de solucionar esta serie de inconvenientes, se ha propuesto el uso de un ensayo de tracción indirecta basado en una configuración del ensayo de doble punzonamiento, al que se ha denominado "Ensayo Barcelona". Este ensayo requiere de probetas de pequeñas dimensiones, con una alta superficie específica de fractura, permitiendo obtener valores representativos de la resistencia y de la tenacidad del material, con un coeficiente de variación de los resultados inferior al 13%, valor que es considerablemente menor a los alcanzados con otras metodologías experimentales. En este artículo se presentan los resultados de diferentes campañas experimentales, que permiten validar el uso del ensayo Barcelona como una metodología experimental adecuada para la sistemática caracterización del HRF en obras.Palabras Clave: Hormigón reforzado con fibras, tenacidad de HRF, ensayo Barcelona, ensayo de doble punzonamiento, control de HRF Abstract Traditionally, flexural testing of prismatic beams is used to characterize the strength and behavior in post -cracking regime of fiber -reinforced concretes (FRC). These tests exhibit a high dispersion in their results, and therefore invalidate the use of such tests for the systematic control of FRCs works. Also, they have the disadvantage of being complex tests, which require heavy specimens and highly qualified staff . The use of other standard tests of direct and indirect tensile strength has also been intended, which have proved very complex to implement and also have high dispersion. Aiming to solve this set of problems, an indirect tensile test based on the configuration of double punching test, called the Barcelona test, has been proposed to control tensile behavior of FRC. This test requires smaller specimens, with a high specific surface of fracture, allowing to obtain values representative of strength and toughness of materials, with considerably less dispersion than other experimental methodologies. This paper presents the results of different experimental campaigns, which validate the use of Barcelona test as a suitable methodology to systematic characterization FRC in works.Keywords: Fiber reinforced concrete, Toughness of FRC, Barcelona test, Double -punching test, FRC contro...

Behavior analysis of high strength concrete containing macro-polymeric fibers based on workability and mechanical properties

“…The Barcelona test was developed to overcome some challenges found in the execution of the traditional flexural test in prisms, such as the high variability of the results and the use of heavy samples that are difficult to transport and test setup (Malatesta et al, 2009). In this test, cylindrical specimens of height approximately equal to the diameter are used, metallic discs are placed on the bottom and top surfaces of the specimen for load application (double punching), and the increase in the total circumferential opening displacement (TCOD) of the specimen is measured, being the test ended when a TCOD of 6 mm is registered.…”

Consideraciones relativas al diseño y a la alta durabilidad de dovelas de hormigón reforzado con fibras no metálicas (HRFnM)

“…doble punzonamiento b). (Carmona et al, 2009) Durante el ensayo, las cargas aplicadas a través de los punzones metálicos generan tensiones de tracción concéntricas, desde el eje de la probeta hacia el exterior y al alcanzar la resistencia a tracción del hormigón, se produce la rotura de la probeta según los planos de fisuración radial (Pujadas, 2013a). Bajo la carga de rotura se forman dos cuñas cónicas situadas debajo de los punzones (Figura 2.3b).…”

“…Debido a la concentración de tensiones en planos concéntricos, en el momento de la rotura se producen grietas radiales perpendiculares a este campo de tensiones. Las grietas se propagan desde el centro de la probeta, específicamente desde el borde formado por el punzón de acero hacia el manto del cilindro (Carmona et al, 2009).…”

“…No obstante, a medida que el CMOD aumenta, la resistencia residual aumenta de una manera significativa en donde a los 3,5 mm se obtuvo una resistencia promedio de 6,54 MPa, lo que supone un aumento del 49% respecto al fR1. Nuevamente cabe señalar que, según la literatura técnica (Carmona et al, 2009;Parmentier et al, 2008), los resultados a flexotracción presenten una alta dispersión situándose por el 20% de coeficiente de variación. La dispersión de los resultados se muestra en la Tabla 5.5, en ella aparece la dispersión según el ancho de fisura, en donde los valores de Flop presentan las dispersiones más desfavorables a la investigación de un 11%, siendo valores conservadores y favorables.…”