En esta tesis se aborda el estudio de hormigones de altas prestaciones reforzados con fibras de polipropileno. El estudio se realiza en base a la aplicación de la mecánica de la fractura al hormigón estructural. Entre los hormigones analizados, numérica y experimenta ... lmente, se encuentran hormigones de baja resistencia (<25MPa), de resistencia convencional (25MPa50MPa).Se analiza además la influencia de las propiedades geométricas y mecánicas de las fibras de polipropileno, sobre las propiedades mecánicas y de fractura de los hormigones reforzados, el efecto tamaño y el efecto de borde. De esta forma, se optimizan las propiedades de las fibras en función de la resistencia del hormigón y se proponen nuevos modelos numéricos de cálculo y/o simulación.Se profundiza en el estudio de la influencia de los bordes libres del espécimen sobre la propagación de grietas en la zona de ligamento. Así, se proponen modelos de energía de fractura local que permiten el análisis de borde en secciones de canto y ancho variable. Se extienden las investigaciones al caso particular de secciones en T, con adición de fibras de polipropileno, donde el efecto de borde es notablemente superior. - Capítulo 1: Introducción.- Es el presente capítulo y en él se describen los objetivos principales de la tesis y se realiza un estudio del estado del arte del comportamiento en fractura y del efecto de borde en hormigones de altas prestaciones reforzados con fibras.- Capítulo 2: Influuencia de la Profundidad Relativa de Entalla en el Efecto Tamaño.- En este capítulo se analiza la aplicación de la ley de efecto tamaño de Bazant a probetas geométricamente idénticas con profundidad relativa de entalla variable. De esta forma, se estudia la relación existente entre el efecto tamaño y las dimensiones de la zona de ligamento. Se propondrá un procedimiento de obtención de los coeficientes de determinación de la ley de efecto tamaño, de forma que se pueda reducir el tamaño necesario de las probetas.- Capítulo 3: Análisis de Distintos Procedimientos de Obtención de la Energía de Fractura Real del Hormigón.- Se analiza el efecto tamaño que se produce en los valores de la energía de fractura, obtenida según el procedimiento RILEM TC-50 [102] en probetas entalladas sometidas a ensayos de flexión en tres puntos. Se estudian dos procedimiento de obtención de un valor de la energía de fractura real del hormigón (independiente de cualquier parámetro geométrico) como son el modelo de energía de fractura local desarrollado por Hu et al. [57] y las correcciones sobre el procedimiento RILEM propuestas por Elices et al. [41, 50, 92]. Se introduce el efecto de borde y se relaciona con el comportamiento del material en la parte final del ensayo (cola de la curva P - ?). - Capítulo 4: Comportamiento en Fractura de Hormigones de Altas Prestaciones Reforzados con Fibras de Polipropileno.- En este capítulo se analiza el comportamiento experimental en fractura de hormigones de distintas resistencias, reforzados con .bras de polipropileno de diferentes propiedades geométricas y mecánicas. Así, se analiza la influencia de la adición de fibras de polipropileno en el efecto tamaño y de borde en el hormigón, relacionándolo con la resistencia del mismo. Se obtienen las propiedades óptimas de las fibras de polipropileno empleadas y se proponen modelos de análisis del efecto de borde mediante la energía de fractura local.- Capítulo 5: Análisis Numérico del Comportamiento en Fractura de Hormigones deAltas Prestaciones Reforzados con Fibras de Polipropileno.- Se establece un modelo de grieta discreta bidimensional de elementos .nitos, para el análisis del comportamiento en fractura de los hormigones correspondientes al capítulo 4. Se obtienen las leyes de ablandamiento que mejor se adaptan a los resultados experimentales, se analiza el efecto de borde desde el punto de vista numérico y la influencia de la adición de fibras de polipropileno sobre los modelos numéricos a emplear. Asimismo, se propone y desarrolla un modelo numérico con elementos .nitos basado en el modelo de energía de fractura local.- Capítulo 6: Análisis Experimental del Efecto de Borde en Probetas Entalladas deAncho Variable.- En este capítulo se analiza experimentalmente la influencia del ancho de la zona de ligamento y de la forma de la sección, en el comportamiento en fractura del hormigón. Se realiza un análisis según el procedimiento RILEM y se propone un modelo de energía de fractura local, que analice el efecto de borde en probetas rectangulares de distinto ancho, probetas de sección trapezoidal con cambio gradual del ancho y probetas de sección en T con cambio brusco del ancho de la zona de ligamento. Se analiza, además, la influencia de la adición de fibras de polipropileno en dos de las secciones analizadas.- Capítulo 7: Estudio Numérico del Comportamiento en Fractura y del Efecto de Borde en Probetas Entalladas de Ancho Variable.- En función de los resultados experimentales obtenidos en el capítulo anterior para probetas de ancho variable, se realiza un análisis numérico de su comportamiento en fractura con un modelo de grieta discreta bidimensional de elementos .nitos. Se aplica el procedimiento numérico desarrollado en el capítulo 5, según el modelo de energía de fractura local propuesto para las probetas de ancho variable. Se analiza el efecto de borde en las leyes de ablandamiento obtenidas, así como la influencia del refuerzo con fibras de polipropileno.- Capítulo 8: Conclusiones: Contribuciones Relevantes y Desarrollos Futuros.- En el último capítulo de la tesis se exponen las contribuciones más relevantes a las que ha dado lugar la realización de esta tesis y se proponen unos desarrollos futuros que permitan aumentar el grado de conocimiento de las investigaciones realizadas.
