An Overview of the Process Model

En el presente trabajo se ha estudiado la adherencia entre la barra de acero y la matriz de hormigón reforzado con fibras, mediante el ensayo normalizado de pull-out. Para el estudio de la influencia de las fibras en el comportamiento adherente, se ha variado el tipo de fibras (plásticas y metálicas). Así como la cuantía empleada de ellas: sin fibras; 2, 4 y 6 kg/m3 _{para fibras plásticas; 20 y} 40 kg/m3 _{para fibras metálicas. Otra variable empleada ha sido el diámetro de barra embebida: 12 mm} y 16 mm.

De los resultados obtenidos se puede concluir para las cuantías y tipos de fibras estudiadas: • Para dosificaciones con cuantías con similar valor de resistencia residual fR,3, se han

obtenido resultados similares en cuanto al comportamiento adherente.

Influencia del diámetro de barra embebida

• El mecanismo de rotura por fractura del bloque de hormigón (splitting) se ve favorecido para diámetros mayores con menor confinamiento (menor cuantía de fibras). Este mecanismo se ha producido en una probeta del hormigón sin fibras y en una con 2 kg/m3 _{de fibras plásticas, para barras de diámetro de 16 mm.}

• Para menor diámetro de barra, se obtiene una tensión máxima de adherencia mayor. Los valores de tensión máxima para barras de 16 mm son entre un 77% y un 95% de los valores para barras de 12 mm.

Para las cuantías empleadas, esta reducción es mayor con la utilización de fibras plásticas, especialmente para bajas cuantías; los valores varían entre un 77% y un 91%. Mientras que para fibras metálicas, la reducción según diámetro de barra es menor: los valores para 16 mm representan entre un 90% y 95% de los valores para 12 mm.

Cabe igualmente destacar que para los distintos diámetros de barra se han producido dispersiones similares: CV de 11% para diámetro de 12 mm frente al 12% de barras de 16 mm.

Influencia de las fibras en la tensión máxima de adherencia

• Los resultados para las cuantías de fibras empleadas, evaluadas en conjunto tanto plásticas como metálicas según la resistencia residual fR,3, no permiten una correlación entre la tensión máxima de adherencia normalizada y la resistencia residual. Esto se debe a una alta dispersión en los resultados, la cual pudo deberse al bajo control de la consistencia en la fabricación de las probetas, lo que ha podido generar una compactación inadecuada, aumentando el aire ocluido para las muestras con mayor consistencia líquida.

• Observando los resultados de tensión máxima de las fibras plásticas independientemente, se incrementa la dispersión en los resultados, lo que pone de manifiesto que la cuantía de fibras de polipropileno aportada no es lo suficientemente significativo para afectar el mecanismo adherente.

En cualquier caso, los resultados obtenidos con fibras plásticas alcanzaron valores iguales o superiores (hasta un 29% para diámetro de barra de 12 mm y un 24% para diámetro de 16 mm) frente al hormigón sin fibras.

Cabe destacar que los mayores valores se obtuvieron para la dosificación con consistencia más seca de hormigón fresco (PF2) y el menor valor para la consistencia más líquida (PF4). Esto indica lo sensible del hormigón reforzado con fibras de polipropileno frente a la consistencia de la amasada, y con ello, a una correcta compactación y contenido de aire ocluido.

• Si se observan los resultados de tensión máxima para fibras metálicas independientemente, se observa una menor dispersión en los resultados (especialmente para barras de diámetro de 12mm) y que se presenta una correlación lineal de reducción en el valor de tensión máxima según se incrementa la cuantía de fibra empleada.

La reducción puede deberse a que las fibras metálicas infieren en las propiedades del entorno de la barra, ya que pueden evitar la entrada de áridos gruesos a esta zona, lo cual genera una matriz con alto contenido de finos y peor comportamiento adherente. Igualmente, a mayor cuantía, se puede producir mayor contacto directo entre las fibras metálicas y la barra de acero, generando mayor discontinuidad en la longitud de adherencia.

Las líneas de tendencia en función del porcentaje de volumen de fibras metálicas empleadas siguen las siguientes ecuaciones para diámetro de 12 mm y de 16 mm, respectivamente:

𝜏_𝑏𝑢𝜙12 = −0,6336 ∙ 𝑉𝑓(%) + 2,3876 𝑅2= 0,871 𝜏_𝑏𝑢𝜙16 = −0,6136 ∙ 𝑉𝑓(%) + 2,2024 𝑅2= 0,621

Con 40 kg/m3 _{se alcanza una reducción de 17% para diámetro de 12 mm, y de 14% para} diámetro de 16 mm frente al valor para hormigón sin fibras.

Influencia de las fibras en la tensión media de adherencia

• En cuanto a los valores de tensiones 𝜏_0,01, 𝜏0,1 𝑦 𝜏1, se presentan mayores dispersiones en los valores obtenidos de 𝜏0,01 (CV de hasta 38%) que para los valores de 𝜏0,1 (hasta un CV de 15%) y 𝜏1 (CV de hasta 11%)

• Los resultados para las cuantías de fibras empleadas, evaluadas en conjunto tanto plásticas como metálicas según la resistencia residual fR,3, no permiten una correlación entre la tensión media de adherencia normalizada y la resistencia residual. Resultado similar que el obtenido para tensiones máximas.

En todo caso, se presenta un descenso en la tensión media según la resistencia residual fR,3, la cual es más pronunciado en diámetros de 12 mm.

• Observando los resultados de tensión media de las fibras plásticas independientemente, se incrementa la dispersión en los resultados, lo que confirma, como indicó la tensión máxima, que la cuantía de fibras de polipropileno aportada no es lo suficientemente significativo para afectar el mecanismo adherente. En todo caso, la poco fiable línea de tendencia presenta una pendiente nula, o cual indica la poca aportación de las fibras plásticas en cuanto a la adherencia media.

Cabe destacar que, al igual que ocurría con la tensión máxima, los mayores valores se obtuvieron para la dosificación con consistencia más seca de hormigón fresco (PF2) y el menor valor para la consistencia más líquida (PF4). Esto confirma lo sensible del hormigón reforzado con fibras de polipropileno frente a la consistencia de la amasada, y con ello, a una correcta compactación y contenido de aire ocluido.

• Si se observan los resultados de tensión media normalizada para fibras metálicas independientemente, se observa una correlación lineal en los resultados (especialmente para barras de diámetro de 12mm) que pone de manifiesto una reducción en el valor de tensión máxima según se incrementa la cuantía de fibra empleada. El descenso se produce con mayor pendiente para barras de 12 mm que para barras de 16 mm (prácticamente constante).

Las líneas de tendencia en función del porcentaje de volumen de fibras metálicas empleadas siguen las siguientes ecuaciones para diámetro de 12 mm y de 16 mm, respectivamente:

𝜏_𝑏𝑚𝜙12= −0,4836 ∙ 𝑉𝑓(%) + 1,3828 𝑅2= 0,9967 𝜏_𝑏𝑚𝜙16= −0,2053 ∙ 𝑉𝑓(%) + 1,202 𝑅2= 0,8255

Con 40 kg/m3 _{se alcanza una reducción de 21% para diámetro de 12 mm, y de 9% para} diámetro de 16 mm frente al valor para hormigón sin fibras.

Longitud de anclaje

Debido a que: (1) en hormigón reforzado con fibras plásticas se ha obtenido una correlación deficiente entre la cuantía de fibras y las tensiones de adherencia, y que se ha concluido que para las cuantías de fibras estudiadas no se consigue un efecto significativo en el comportamiento adherente, y (2) en hormigón reforzado con fibras metálicas para las cuantías empleadas presenta un ligero descenso en las tensiones de adherencia, se concluye que la longitud de anclaje para barras de acero no se ha de modificar y se debería seguir las expresiones indicadas por normativa pese a utilizar un refuerzo de fibras.