Comportamiento del hormigón reforzado con fibras de acero conforme a la teoría de corte-fricción

Abstract

La cuantía del refuerzo tradicional de barras de acero en el hormigón armado se puede reducir mediante la adición de fibras. Este tipo de hormigón, con fibras de acero, se denomina hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) y permite la eliminación total o parcial de la armadura ante esfuerzos cortantes. Diferentes normativas consideran la capacidad estructural de las fibras de acero, para cualquier tipo de esfuerzo, en función de valores de resistencias residuales a flexión. No parece adecuado emplear estas resistencias para dimensionar el HRFA frente a solicitaciones de cortante, por lo que se desarrolló la presente investigación y se analizaron dos HRFA, solicitados a cortante, comparándolos con su estudio teórico en relación a la teoría de corte-fricción. Las fibras de acero cosen las fisuras impidiendo se desarrollen libremente, aumentando el rozamiento entre las caras de la discontinuidad. La parte experimental desarrolló ensayos de corte directo tipo “push-off” complementados con técnica de vídeo-extensometría para obtener las variaciones de deslizamiento y abertura de fisura. Se puede indicar que, en el estado post-fisuración, las fibras son las que gobiernan el comportamiento del material y que los resultados del modelo analítico son muy similares a los hallados en la campaña experimental para deslizamientos de hasta algo más de 4 mm.

The amount of traditional reinforcement of steel bars in reinforced concrete can be reduced by adding fibres. This type of concrete, with steel fibres, is called steel fibre reinforced concrete (SFRC) and allows the total or partial elimination of the reinforcement against shear stress. Different regulations consider the structural capacity of steel fibres, for any type of stress, depending on values of residual flexural strengths. It does not seem appropriate to use these resistances to design the SFRC on shear stresses. So, the present research was developed and two SFRC were analysed, loaded under shear, comparing them with their theoretical study in relation to the shear-friction theory. The steel fibres sew the fissures preventing them from developing freely, increasing the friction between the faces of the crack. The experimental part developed direct cutting tests type "push-off" complemented with digital image correlation technique to obtain the variations of sliding and crack opening. It can be indicated that, in the post-cracking state, the fibres are the ones that govern the behaviour of the material and that the results of the analytical model are very similar to those found in the experimental campaign for slides of up to just over 4 mm.