Caracterización del comportamiento mecánico de armaduras de polímeros reforzados con fibras con resina termoplástica
En la actualidad, el acero es el material de refuerzo más comúnmente utilizado en estructuras de hormigón armado, debido a su eficacia mecánica y bajo coste. Sin embargo, su limitada resistencia a la corrosión en ambientes agresivos compromete la durabilidad estructural y eleva los costes de manteni...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/431488 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/431488 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Fibrous composites Concrete construction Materials--Testing Barras GFRP Matriz Termoplástica Matriz Termoestable Ensayo a Cortante Barres GFRP Matriu Termoplàstica Matriu Termoestable Assaig a Tallant Compostos fibrosos Construcció en formigó Assaigs de materials Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Materials i estructures::Materials i estructures de formigó Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials compostos |
| Sumario: | En la actualidad, el acero es el material de refuerzo más comúnmente utilizado en estructuras de hormigón armado, debido a su eficacia mecánica y bajo coste. Sin embargo, su limitada resistencia a la corrosión en ambientes agresivos compromete la durabilidad estructural y eleva los costes de mantenimiento. Aunque existen tratamientos protectores, su efectividad a largo plazo sigue siendo cuestionable. Frente a esta problemática, los materiales compuestos como los polímeros reforzados con fibras (FRP) surgen como una alternativa prometedora para mejorar la durabilidad en condiciones exigentes. Gracias a los avances en tecnologías de materiales, se han desarrollado diferentes tipos de FRP, entre ellos los reforzados con fibras de carbono (CFRP), basalto (BFRP), aramida (AFRP) y vidrio (GFRP), siendo estos últimos los más utilizados por su equilibrio entre propiedades mecánicas y coste. Las armaduras GFRP destacan por su resistencia a productos químicos, baja conductividad térmica y eléctrica, lo que las hace especialmente adecuadas para infraestructuras expuestas como puentes o edificaciones en entornos hostiles. Tradicionalmente, estas armaduras están fabricadas con matrices termoestables que, una vez curadas, no permiten el doblado. No obstante, el desarrollo de matrices termoplásticas ha dado lugar a barras GFRP con capacidad de doblado luego del proceso de curado, lo que amplía notablemente sus posibilidades de aplicación estructural. Pese a sus ventajas, la integración de barras FRP en la práctica estructural presenta retos importantes, como la falta de normativas específicas y la escasa adaptabilidad de los códigos de diseño actuales, formulados para refuerzo de acero. Por ello, es esencial generar conocimiento técnico y experimental que permita evaluar su comportamiento y sentar las bases para futuras normativas. Dentro de este trabajo investiga se centra en el comportamiento mecánico de armaduras de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) con matriz termoplástica, enfocándose en su aplicación como refuerzo en elementos de hormigón. Para ello, se ha diseñado una campaña experimental basada en tres tipos de ensayos fundamentales: ensayos a cortante en vigas, ensayos de adherencia tipo pull-out y ensayos de barra doblada. En el caso de los ensayos a cortante, se realizaron cuatro vigas armadas únicamente en la dirección longitudinal con barras GFRP con resina termoplásticas y fabricadas con un hormigón autocompactante con agregado de hormigón reciclado, con una resistencia a la compresión de 40MPa. Para los ensayos pull-out se realizaron cuatro probetas, que consistían en barras GFRP con resina termoplástica embebidas probetas de hormigón convencional con una resistencia a la compresión de 35MPa. En el caso de los ensayos de la barra doblada, se realizaron cuatro probetas, que consistían en un estribo de barra GFRP con resina termoplástica, el cual funcionaba como mecanismo de unión entre dos bloques de hormigón convencional con una resistencia a la compresión de 25MPa. Los resultados obtenidos indican que estas armaduras muestran un comportamiento satisfactorio en términos de tracción y adherencia, con resistencias comparables a las del acero convencional en determinadas condiciones. No obstante, se observó una disminución significativa en la capacidad resistente en las zonas de curvatura, debido a la concentración de tensiones. |
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