Resumen de Correlación entre TCOD y desplazamiento axial en el ensayo Barcelona

Pablo Pujadas Alvarez, Ana Blanco Alvarez, Sergio H. Pialarissi Cavalaro, Albert de la Fuente Antequera, Antonio Aguado de Cea

• español

  La reciente publicación de normas e instrucciones sobre hormigón reforzado con fibras (HRF) ha dado lugar a un aumento significativo en la demanda de este material con fines estructurales en los últimos años. Este aumento debe ir acompañado del desarrollo de métodos de control fiables y económicos para la caracterización de las propiedades mecánicas de HRF, especialmente su comportamiento post-fisuración.

  Tradicionalmente, para la caracterización del HRF, se han empleado ensayos de flexotracción sobre probeta prismática, (con carga en el centro y entalla o con cargas aplicadas a tercios de los apoyos). Sin embargo, estos ensayos presentan una alta dispersión de los resultados, a menudo por encima del 20%, y requieren de probetas relativamente pesadas, lo que compromete su uso como herramienta de control. Como alternativa para caracterizar el HRF, en el Departamento de Ingeniería de la Construcción de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), se propuso el ensayo Barcelona.

  El ensayo Barcelona, ha demostrado ser muy adecuado para el control sistemático de las propiedades a tracción del HRF. Sin embargo, la necesidad de medir el desplazamiento circunferencial (total circumferential opening displacement o TCOD ) de la probeta implica el uso de un caro extensómetro circunferencial.

  El objetivo del presente artículo es desarrollar un modelo que permita una estimación directa del TCOD a partir del desplazamiento axial, eliminando la necesidad de utilizar la cadena extensométrica. Dicho modelo supondría una positiva simplificación y reducción de los costes asociados a la realización del ensayo Barcelona. Además las ecuaciones desarrolladas en este artículo proporcionan una clara comprensión de los mecanismos físicos que gobiernan el ensayo Barcelona.

  La comparación con los valores experimentales indica que el modelo es capaz de predecir con un buen ajuste la curva entera carga-TCOD, independientemente del tipo de hormigón (convencional HRF o alta resistencia UHPFRC), del tipo de fibra (acero o plásticas, micro o macro) y el comportamiento postfisuración (hardening o softening). El error promedio de la tenacidad estimada en el modelo propuesto es del 6,65%, mientras el error promedio obtenido mediante la ecuación experimental propuesta en la literatura es de 51,11% para el mismo grupo de muestras. Los resultados mostrados en este capítulo validan el modelo propuesto.

• English

  The recent publication of regulations and instructions about fibre reinforced concrete (FRC) has led to a significant increase in the application of this material for structural purposes in the past years. This increase should be accompanied by the development of reliable and economical control methods for the characterization of the mechanical properties of the FRC, specially its post-cracking behavior.

  The majority of methods currently used to characterize the post-cracking behaviour of FRC are based on bending tests of prismatic beams loaded at mid span or with two loads applied at one third of the span. All these test methods show large scattering (frequently over 20%) and require the use of heavy specimens that are difficult to transport and set up. To overcome these drawbacks, a modified double punching test known as Barcelona test was developed to measure the tensile behaviour of FRC.

  The Barcelona Test has proved to be very suitable for the systematic control of the tensile properties of Fibre Reinforced Concrete (FRC). Nevertheless, the need to measure the total circumferential opening displacement (TCOD) of the specimen entails the use of an expensive circumferential extensometer.

  The aim of this paper is to develop a simple and straightforward analytical model, valid for the whole extent of the curve, to directly convert the axial displacement into the TCOD. The new model developed in this paper provides a clear physical understanding of the main mechanism observed in the three stages that the specimen undergoes during the Barcelona test. Based on this, The comparison with the experimental result indicate that the model is capable of predicting accurately the entire load-TCOD curve, regardless of the type of concrete (conventional FRC or UHPFRC), of the type of fibre (steel or plastic, micro or macro) and of the post-cracking behaviour (with hardening or with softening). A good agreement between the measured TCOD and the predicted TCOD values was found for all cases. The average error of the estimation of the toughness in the new model proposed is 6.7%, whereas the experimental equation from literature yields an average error 7.6 times higher (51.1%) for the same group of specimens.