Creep en losas de concreto reforzado con fibras cortas de acero

Abstract

En esta tesis para maestría, se realiza una investigación experimental sobre las deformaciones producto del Creep en losas de concreto reforzado con fibras cortas de acero (Steel Fiber Reinforced Concrete - SFRC), empleando cuatro mezclas con porcentajes de fibras del 0, 1, 1.5 y 2.0% para elementos sometidos a flexión pura. Los especímenes se sometieron a dos escenarios de cargas puntuales a los tercios de la longitud de cada losa: el primer escenario con una carga constante de 45 kg y el segundo en función de la resistencia máxima a la flexión esperada para cada mezcla, afectada por un porcentaje del 75%. La recolección de datos se realizó durante un periodo de un año, al finalizar este ciclo se procedió a graficar los resultados obtenidos con el fin de comparar las deformaciones a largo plazo en elementos de concreto reforzado convencionalmente frente a elementos de SFRC. Además, se establece la relación entre el porcentaje de fibras cortas de acero y las deflexiones a largo plazo, y se propone una relación matemática para el cálculo de deformaciones a largo plazo en elementos de concreto reforzado con fibras cortas de acero solicitados a flexión, pero aplicable bajo los escenarios y condiciones evaluados. La mayoría de especímenes con fibras de acero no fallaron durante su periodo de carga, pero sí presentaron deformaciones (a largo plazo) 1.76 – 3.29 veces mayores que las teóricas. Es claro que el refuerzo convencional no puede ser reemplazado por fibras de acero ante solicitaciones de carga cercanas al límite nominal de falla. El espécimen que menor deformación presentó con respecto a su valor teórico fue el que tenía un porcentaje de fibras de acero del 1.5%, deformación resultante de una carga del 52% de la resistencia máxima a flexión. Lo que podría llevar a pensar que ante una carga de servicio normal, como por ejemplo del 40% de su resistencia ultima, sus deformaciones debidas a Creep pueden estar cercanas a las de un elemento convencional de concreto. (Texto tomado de la fuente).

In this Master's thesis, an experimental investigation is carried out on the deformations produced by Creep in Steel Fiber Reinforced Concrete slabs (SFRC), using four mixtures with fiber percentages of 0, 1, 1.5 and 2.0% for elements subjected to pure flexion. The specimens were subjected to two point loading scenarios at thirds of the length of each slab: the first scenario with a constant load of 45 kg and the second one depending on the maximum flexural strength expected for each mixture, affected by a 75% percentage. Data collection was carried out over a period of one year. At the end of this cycle, the results obtained were plotted in order to compare the long-term deformations in conventionally reinforced concrete elements against SFRC elements. In addition, the relationship between the percentage of short steel fibers and long-term deformations is established, and a mathematical relationship is proposed for the calculation of long-term deformations in SFRC elements applied to flexion, but applicable under the scenarios and conditions evaluated. Most specimens with steel fibers did not fail during their loading period, but they did show deformations (long-term) 1.76 - 3.29 times greater than theoretical ones. It is clear that conventional reinforcement cannot be replaced by steel fibers in the face of load stresses close to the nominal failure limit. The specimen that presented the least deformation with respect to its theoretical value was the one that had a percentage of steel fibers of 1.5%, deformation resulting from a load of 52% of the maximum flexural strength. This could lead us to think that when faced with a normal service load, such as 40% of its ultimate resistance, its deformations due to Creep may be close to those of a conventional concrete element.