Bloque 0_Introducción y Objetivos

Introducción y Objetivos
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BLOQUE 0: INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS.
1. INTRODUCCIÓN
El refuerzo de hormigones mediante la adicción de fibras durante su amasado es una
técnica que se lleva realizando desde hace varias décadas, encontrándose diversas
aplicaciones en el campo de los hormigones estructurales y que actualmente sigue
siendo una técnica objeto de numerosos estudios de investigación.
En 1927 G. Martin introduce la primera patente mundial de refuerzos con fibras. Las
investigaciones de Romualdi & Bastón y Romualdi & Mandel sobre fibras aleatorias en
los años cincuenta formaron unas bases importantes para el posterior uso de fibras como
refuerzos de elementos.
En estos tiempos, donde el uso de las fibras tiene su comienzo, las fibras añadidas al
hormigón fueron de acero. Esta adición de pequeños filamentos de acero al hormigón
proporcionaba una mejora en las propiedades del hormigón, añadiendo a su matriz una
red de pequeñas armaduras que le proporcionaban una mayor trabazón, es decir, una
mayor consistencia y conexión de la masa de hormigón.
A principios de 1960, ya se usaban fibras sintéticas para experimentos en hormigones
con y sin refuerzos por armaduras longitudinales. Una de las más importantes mejoras
que las fibras sintéticas aportan al hormigón es su resistencia a la corrosión, uno de los
problemas más importantes que aparecen el hormigón. Las fibras sintéticas, inertes a la
corrosión, adicionadas a la matriz de hormigón, “cosen” las fisuras por las que los
agentes externos llegan hasta su interior, evitando que las armaduras estructurales
principales sean corroídas.
Junto con el desarrollo de la fibra de plástico, se han ido fabricando las fibras de
polipropileno, entre otras, que añadidas al hormigón consiguen mejorar sus propiedades,
al igual que sucede con el resto de fibras, y presentan además unas serie de ventajas
adicionales. Entre estas ventajas se puede incluir el menor peso que estas presentan y
como se ha comentado la ausencia de corrosión en este tipo de fibras. Como desventaja
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del uso de las fibras de polipropileno frente a las fibras de acero, las primeras presentan
unas menores propiedades mecánicas, por lo que hormigones resultantes experimentan
un menor aumento de las propiedades mecánicas.
Relacionado con el efecto de “cosido” que tienen las fibras de polipropileno en el
hormigón, se tiene la mejora de su resistencia a tracción. Este efecto mejora
evidentemente el comportamiento frente a la fisuración del hormigón y otros aspectos
relacionados con ella como puede ser la retracción.
El hormigón debido a su base de cemento y a los defectos que en él se presentan,
tiene un comportamiento un tanto peculiar que podemos definir como un
comportamiento “cuasi-frágil”. Como es sabido el punto más desfavorable del
hormigón es su baja resistencia a tracción. La mejora que las fibras introducen en las
propiedades a tracción, ha originado que se hayan desarrollado modelos de Mecánica de
la Fractura para materiales cuasi-frágiles. Mediante estos modelos se representa el
comportamiento a fractura de los hormigones reforzados con fibras y se analizan las
mejoras que la adición de fibras tiene sobre el comportamiento de estos.
2. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO. OBJETIVOS.
El presente proyecto tiene como objeto principal el estudio de la influencia que las
propiedades geométricas de las fibras de polipropileno tienen sobre las propiedades de
fractura en hormigones de baja resistencia. Por tanto tenemos una causa: la variación en
los parámetros geométricos de las fibras de refuerzos y un efecto: variación de las
propiedades de fractura del hormigón.
Los parámetros de las fibras que serán estudiados son la longitud y su espesor,
manteniéndose el resto de propiedades como la tenacidad y la elongación constantes. En
cuanto a las propiedades de fractura en el hormigón, se estudiará principalmente el
Efecto Tamaño y la Energía de Fractura.
El hormigón utilizado en este estudio es un hormigón baja resistencia. La mayoría
de los hormigones utilizados en construcción, debido a las dificultades de mantener un
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control exhaustivo sobre este, no alcanzan las resistencias deseadas en los cálculos
previos. Uno de los motivos principales por el que esto ocurre es por la dificultad de
realizar un curado óptimo durante la fase de ejecución de las obras. Ni la humedad ni la
temperatura son las deseadas y por tanto las propiedades del hormigón tampoco. Es por
todo esto por lo que el estudio se realiza sobre un hormigón de baja resistencia, es decir
un hormigón de uso más generalizado.
3. MORFOLOGÍA DEL CONTENIDO
El presente proyecto está organizado en seis grandes bloques, de forma que el lector
comience con la adquisición de unos conocimientos previos de la Mecánica de la
Fractura en el bloque I y finalice con unas conclusiones finales en el bloque VI.
En el bloque I, Mecánica de la Fractura en Estructuras de Hormigón, se ofrece una
completa visión de las propiedades de fractura que han sido estudiadas sobre el
hormigón, principalmente la Energía de Fractura y el Efecto Tamaño.
A continuación le sigue el bloque II, Hormigón Reforzado con Fibras de
Polipropileno, donde se introduce el refuerzo de hormigones con fibras en general y con
fibras de polipropileno en particular. Se realiza un recorrido histórico sobre el uso de las
fibras y se muestran resultados obtenidos por diversos investigadores.
El bloque III, Fabricación de Probetas, justifica el número y tamaño de las probetas
ensayadas y el procedimiento de fabricación que se ha seguido, desde la fabricación de
los moldes hasta el curado de las probetas previo a los ensayos.
Un bloque IV, Ensayos, en el que se describen los elementos utilizados para realizar
los ensayos. Aquí se define la máquina de ensayos, los transductores utilizados, el
programa de tratamiento de los datos y por último una descripción y justificación de los
parámetros del ensayo.
La parte más importante del proyecto se encuentra en el bloque V, Resultado e
Interpretación, donde se muestran todos los resultados obtenidos. Se muestran las
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propiedades mecánicas del hormigón, se representan todo los gráficos obtenidos en los
ensayos y las propiedades de fractura: coeficientes de efecto tamaño y energía de
fractura.
Por último un bloque dedicado a las conclusiones finalmente obtenidas de la
realización del presente estudio, bloque VI, Conclusiones.
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