Condicionantes que las altas temperaturas y el tipo de enfriamiento imponen al comportamiento mecánico del hormigón y a las posibilidades de ser reforzado con tejidos de fibra de carbono
La presente Tesis siembra una respuesta acerca de los condicionantes y los valores residuales que presenta un hormigón tras haber sido sometido a diferentes temperaturas, y la influencia que tienen en las prestaciones finales los parámetros que rigen el enfriamiento del citado hormigón, así como los...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | Consejo General de la Arquitectura Técnica de España (CGATE) |
| Repositorio: | RIARTE |
| OAI Identifier: | oai:www.riarte.es:20.500.12251/3169 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/20.500.12251/3169 https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.74456 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Hormigón Fibra de carbono Ensayos (propiedades o materiales) Resistencia mecánica Material compuesto Estructuras de hormigón Rehabilitación de edificios 3312.12 Ensayo de Materiales 2211.02 Materiales Compuestos 3312.08 Propiedades de Los Materiales 3312.09 Resistencia de Materiales |
| Sumario: | La presente Tesis siembra una respuesta acerca de los condicionantes y los valores residuales que presenta un hormigón tras haber sido sometido a diferentes temperaturas, y la influencia que tienen en las prestaciones finales los parámetros que rigen el enfriamiento del citado hormigón, así como los condicionantes que el proceso anterior impone al hormigón para ser reforzado con tejidos unidireccionales de fibra de carbono. El documento recoge un análisis del estado de la cuestión en el que se aportan los resultados obtenidos hasta la fecha por otros autores y las tendencias más repetidas en cuanto a las teorías existentes acerca del comportamiento del hormigón frente a diferentes incógnitas: temperaturas elevadas, su enfriamiento, el refuerzo de éste empleando fibra de carbono y la interacción entre los parámetros resultantes en las escasas ocasiones en las que se han analizado de manera conjunta algunas de ellas por parte de otros autores. Otros aspectos han sido estudiados y analizados como, por ejemplo, la influencia del proceso y la velocidad a la que se incrementan las temperaturas durante el calentamiento y enfriamiento, o la relación de estos parámetros con el comportamiento mecánico a compresión o la deformación del hormigón. Además, la evolución de los materiales compuestos basados en fibra de carbono y resinas epoxi ha llevado a estos sistemas a ser ampliamente empleados en trabajos de rehabilitación de estructuras, por lo que se presentan también los últimos avances y desarrollos que las diferentes normativas y fabricantes aportan al abanico actual de soluciones. El trabajo experimental realizado aporta una metodología para todo el proceso de calentamiento y enfriamiento, y trata de llenar el hueco existente acerca del conocimiento sobre la capacidad residual que un hormigón presenta tras estar sometido a un rango de temperaturas de entre 250 y 800 oC y ser enfriado de diferentes maneras, generando distintos tipos de tensiones internas en el hormigón, obteniendo con ello los resultados que se aportan como colofón a la investigación. A modo de breve reseña, se han obtenido unos resultados que permiten indicar una disminución de las prestaciones del hormigón de al menos un 27 %, lo cual ocurre en la situación de calentamiento de la probeta a 250 oC y enfriamiento paulatino hasta alcanzar la temperatura ambiente. La pérdida de prestaciones se eleva hasta un 73 %, en la situación de calentamiento de la probeta a 400 oC y enfriamiento brusco mediante aspersión. También se ha tratado de generar una metodología para temperaturas entre 500 y 800 oC, si bien se ha podido comprobar, como recoge parte de la bibliografía existente, que no es posible llevar a cabo unos procesos de calentamiento controlados sobre un hormigón convencional (sin prestaciones de alta resistencia ni con fibras incorporadas en su composición) sin que sufra daños irreparables que imposibiliten obtener valores de prestaciones mecánicas. En una segunda fase, las probetas de hormigón previamente sometido a los procesos térmicos anteriores de calentamiento y enfriamiento fueron reforzadas con tejidos unidireccionales de fibra de carbono de diversos gramajes, por lo que ha sido posible determinar la capacidad de mejora que cada uno de estos tejidos aporta al hormigón tras haber sido sometido a cada temperatura y tipo de enfriamiento. En esta parte de la investigación se han obtenido resultados que demuestran el incremento en las prestaciones que genera este tipo de intervención en el hormigón, incluso con valores residuales del hormigón inferiores a los que parte de la bibliografía existente indica como mínimos. También ha sido posible determinar la capacidad de recuperación que este tipo de intervención aporta al hormigón que previamente había sido ensayado a compresión. En todos los casos anteriores, los condicionantes que el hormigón impone a la posibilidad de ser reforzado han sido analizados junto a los resultados, obteniendo valores de resistencia a compresión, deformación (antes y después de los procesos térmico y de refuerzo), evolución de la masa del hormigón y gradientes resultantes en cada una de las fases entre otros. Los resultados obtenidos como fruto de los trabajos antes descritos han sido comparados minuciosamente en dos frentes: el primero, con los expresados por otros autores; el segundo, con los valores que la normativa internacional más actualizada indica al respecto a través de su formulación. Además, los resultados anteriores se han valorado desde el punto de vista económico. Por último, y con el objetivo de servir de base a futuras líneas de investigación, se presenta una propuesta de ideas cuya investigación ayudaría a contribuir a seguir aportando conocimiento al campo de la ingeniería en general, y de las estructuras de hormigón y su rehabilitación en particular. |
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