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Tipo: Trabajo Titulación
Forma de Titulación: Propuestas tecnológicas
Título : Análisis del comportamiento del hormigón reforzado con fibras metálicas para el ensayo de flexo-tracción
Area de Conocimiento: Ingeniería, Industria y Construcción
Autor : Campoverde Cajamarca, Darwin Fabián
Cedula : 0705967842
E-mail: dfcampoverde_est@utmachala.edu.ec
Director(es): Zambrano Zambrano, Wilmer Eduardo
Palabras clave : FLEXOTRACCIÓN, FIBRAS METÁLICAS;TRACCIÓN INDIRECTA, MÓDULO DE ROTURA, DUCTILIDAD.
Fecha de publicación : 4-sep-2017
Editorial : Machala
Tipo de Licencia : openAccess
Licencia: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ec/
Citación : Campoverde Cajamarca, D.F. (2017) Análisis del comportamiento del hormigón reforzado con fibras metálicas para el ensayo de flexo-tracción (trabajo de titulación). UTMACH, Unidad Académica de Ingeniería Civil, Machala, Ecuador. 64 p.
Identificador: TTUAIC_2017_IC_CD0005
Paginas: 64 p.
Resumen : El material compuesto llamado hormigón es el preferido en la mayoría de las construcciones civiles gracias a su gran resistencia a la compresión y a su larga vida pero debido a muchas desventajas que dicho material presenta, nos vemos en la necesidad de buscar formas para reforzarlo y satisfacer solicitaciones de cargas a las cuales por si solo el concreto no puede resistir. Es por esta razón que en este trabajo se ha analizado el comportamiento que tienen las fibras metálicas en el hormigón frente al ensayo de flexotracción. Para el presente trabajo de titulación se ha utilizado fibras metálicas Dramix de la serie 3D 45/30 BG a las que corresponde una longitud de 30 mm y diámetro de 0.62 mm. Estas fibras poseen una resistencia a la tracción de 1.270 N/mm2 según el proveedor y fabricadas conforme a la norma ASTM A820. La mezcla de hormigón fue preparada siguiendo las especificaciones generales para la construcción de caminos y puentes propuestas por el MOP-001-F 2002. Se ha utilizado una cantidad de fibras de 25kg por cada metro cubico de mezcla usando la metodología de mezclado sugerida por la norma ASTM C 1116 para concretos reforzados con fibras. Este trabajo ha sido dirigido al estudio del comportamiento del hormigón reforzado con fibras metálicas que va a ser usado en un suelo industrial estándar debido a que nos interesa conocer el comportamiento que tienen las fibras metálicas en este tipo de pavimento rígido, por lo que se ha diseñado un hormigón con una resistencia a la compresión a los 28 días de curado de 21 MPa. Los resultados obtenidos en los ensayos de compresión a los 7 días de edad de las probetas de hormigón simple presentan un porcentaje del 70% con respecto a la resistencia diseñada de 21 MPa y las que si contaban con refuerzo de fibras presentan un 77% de la misma, esto demuestra que la inclusión de fibras genera un incremento de un 7% en la resistencia a la compresión en los 7 primeros días de curado. El mismo porcentaje de incremento se vio reflejado a los 14 y 21 días de edad. Teniendo a los 14 días un 89% en lo elementos sin fibras y 96% en los cilindros con fibras. A los 21 días de edad las probetas sin refuerzo contaban con un f’c promedio de 25.81 MPa y las probetas reforzadas un f’c promedio de 27.36 MPa obteniendo un aumento entre ellas del 6%. Las probetas sin refuerzo ensayadas a tracción indirecta presentaron un promedio de resistencia de 3.64 MPa y las que contaban con refuerzo de fibras 3.71 MPa, reflejando un aumento del 2% en su resistencia a la tracción y una mejora bastante significativa en la ductilidad de las mismas ya que al momento de recibir la carga ultima las probetas reforzadas no se dividían en forma diametral gracias a la acción de las fibras metálicas las cuales servían como puente entre ambas partes de la grieta. En las vigas sin refuerzo se obtuvo un valor de 3.78 MPa en su módulo de rotura promedio y de 4.69 MPa para las reforzadas, teniendo así un aumento del 24% gracias a la acción de las fibras, y así como en los ensayos a tracción indirecta aquí también se experimentó un fuerte incremento en la ductilidad de los especímenes ya que una vez generada la grieta las vigas continuaron soportando carga hasta unos 10MPa en promedio de momento de rotura. Como conclusión de este trabajo tenemos una correlación entre los valores de resistencia a la tracción indirecta y módulos de rotura, obteniendo expresiones que nos sirven para dejar de lado el control de módulos de rotura mediante el ensayo a flexotracción y empezar a usar el ensayo de tracción indirecta de probetas cilíndricas, las cuales resultan ser más sencillas de elaborar y manipular en relación a las vigas, debido al gran volumen que estas presentan. Con los porcentajes de incremento de especímenes con y sin fibras metálicas en resistencia a la tracción indirecta, resistencia a la compresión y módulo de rotura, se ha demostrado que para elementos sometidos a flexión, el uso de fibras metálicas en la mezcla de hormigón representa una mejora significativa. También se observó que elementos no reforzados con fibras metálicas tuvieron una falla frágil en contraste a los que sí fueron reforzados, los cuales presentaron una falla dúctil ya que al momento de generarse la grieta sufrieron primero una acusada deformación, antes de llegar a la falla.
Descripción : The composite material called concrete is preferred in most civil constructions because of its high compressive strength and long life but due to many disadvantages that this material presents, we are in the need to look for ways to reinforce it and satisfy solicitations of loads to which the concrete alone can not withstand. It is for this reason that this work has analyzed the behavior of the metal fibers in the concrete compared to the flexotraction test. For the current work of the titulación has used the Dramix metallic fibers of the series 3D 45/30 BG to those that correspond to length of 30 millimeters and diameter of 0.62 mm. These fibers have a tensile strength of 1270 N / mm2 according to the supplier and manufactured according to ASTM A820. The concrete mix was prepared following the general specifications for the construction of roads and bridges proposed by MOP-001-F 2002. A quantity of 25 kg fibers per cubic meter of the mixture was used using the mixing methodology suggested by the ASTM C 1116 standard for fiber reinforced concrete. This work has been directed to the study of the behavior of concrete reinforced with the metallic fibers that a being used in a standard industrial floor by a we do not interest the behavior that the metallic fibers have in this type of rigid pavement, reason why has designed with a compressive strength at 28 days of curing of 21 MPa. The results obtained in the compression tests at 7 days of age of the simple concrete specimens present a percentage of 70% with respect to the designed strength of 21 MPa and those that are contaminated with the fiber reinforcement present 77% of the same, this shows that the inclusion of fiber genera a 7% increase in the compressive strength in the first 7 days of curing. The same percentage of increase was reflected in the 14 and 21 days of age. At 14 days, 89% in the elements without fibers and 96% in the cylinders with fibers. At 21 days of age, the unreinforced specimens had an average of 25.81 MPa and the reinforced specimens averaged 27.36 MPa, with an increase of 6%. The non-reinforced test specimens tested with indirect tensile strength had a mean strength of 3.64 MPa and those with a fiber reinforcement of 3.71 MPa, reflecting a 2% increase in tensile strength and a rather significant improvement in the ductility since at the moment of receiving the last load the reinforced specimens were not divided in diametral form thanks to the action of the metallic fibers which served as bridge between both parts of the crack. In the unreinforced beams a value of 3.78 MPa was obtained in its average breaking modulus and 4.69 MPa for the reinforced ones, thus having an increase of 24% thanks to the action of the fibers, as well as in the indirect tensile tests here also a strong increase in the ductility of the specimens was observed since once the crack was generated, the beams continued to withstand loading up to about 10MPa in average breaking moment. As conclusion of this work we have a correlation between the values of indirect tensile strength and rupture modules, obtaining expressions that serve to leave aside the control of rupture modules by the flexotraction test and start using the tensile test indirect test of cylindrical specimens, which prove to be simpler to elaborate and to manipulate in relation to the beams, due to the great volume that they present. With the percentages of increment of specimens with and without metallic fibers in indirect tensile strength, compressive strength and modulus of rupture, it has been demonstrated that for elements subjected to bending, the use of metallic fibers in the concrete mixture represents a significant improvement. It was also observed that elements not reinforced with metallic fibers had a fragile failure in contrast to those that were reinforced, which presented a ductile failure since at the moment of the crack they underwent a marked deformation first, before reaching the failure.
URI : http://repositorio.utmachala.edu.ec/handle/48000/11591
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