Resumen de Caracterización y diseño del homigón reforzado con fibras plásticas
En esta Tesis Doctoral se abordan aspectos de gran interés en relación a la caracterización del HRFP, la definición de una ecuación constitutiva considerando la orientación de las fibras, y el comportamiento diferido del material. Con ello se pretende contribuir a abrir el camino definitivo del HRFP como posible material de refuerzo frente a las tracciones en elementos con clara responsabilidad estructural y superar, de este modo, las barreras que existen en la actualidad. En primer lugar se analiza la validez de las metodologías de diseño propuestas en las distintas normativas y se evalúan los modelos constitutivos que en ellas se proponen. Para ello se han realizado dos campañas experimentales a escala real: la primera sobre elementos tipo vigas de hormigón reforzados con armadura mixta, es decir macro-fibras plásticas y armadura convencional y la segunda sobre losas hiperestáticas reforzadas únicamente con macro-fibras plásticas. En dicho análisis se ha observado que los planteamientos de análisis inversos tradicionalmente utilizados en dichas normativas conducen a una clara sobreestimación de los resultados experimentales para elementos únicamente reforzados con fibras plásticas. Ello es debido a que la configuración de los ensayos de caracterización a flexotracción y la geometría y orientación de las fibras en las probetas prismáticas utilizadas no son representativas de los elementos tipo losa. Así mismo, las ecuaciones constitutivas de EHE y RILEM (trilineal y multiilineal), son excesivamente optimistas para el cálculo de elementos únicamente reforzados con fibras plásticas. Todo ello pone de manifiesto la necesidad de revisar los modelos constitutivos propuestos en las normativas para el HRFP y proponer una nueva ecuación constitutiva para el diseño basada en una filosofía diferente. Como pasos previos hasta la definición de la nueva ecuación constitutiva con la que superar los inconvenientes de los enfoques actuales, se ha desarrollado un modelo analítico para convertir el desplazamiento de pistón (delta ) en TCOD, eliminando la necesidad de emplear la cadena extensométrica en el ensayo Barcelona. Adicionalmente, se ha propuesto un nuevo ensayo de caracterización (MDPT) con el que determinar la resistencia a fisuración, tenacidad y resistencia residual a tracción del HRF teniendo en cuenta de manera indirecta la orientación de las fibras según tres direcciones principales. Ambas propuestas se han validado en base a campañas experimentales con probetas y testigos de HRFP. Finalmente, se presenta y valida un nuevo planteamiento directo para predecir la respuesta postfisuración del HRFP a partir del ensayo MDPT. La nueva filosofía tiene sentido físico y refleja de forma fidedigna el comportamiento a tracción del material, considerando la orientación de las fibras bajo las condiciones reales de puesta en obra y geometría de la estructura. El comportamiento diferido del HRFP no debe convertirse en un inconveniente para el uso de este material siempre y cuando la consideración de sus efectos sea contemplada en el diseño estructural. Por ello, la Tesis se completa con el estudio de las deformaciones diferidas que se producen en elementos fisurados de HRFP cuando están sometidos a cargas de larga duración. Para ello se ha realizado un campaña experimental con la que se evalúa la influencia del nivel de carga y fisuración en el rendimiento a largo plazo del material bajo cargas mantenidas en el tiempo y se propone un modelo para predecir el comportamiento diferido de los HRFP en base a los resultados obtenidos.
