Comportamiento en corte en elementos de concreto armado con fibras de polipropileno

El proyecto se enfoca en estudiar la influencia del volumen de fibras (Vf) y la resistencia a compresión (f’c) en el comportamiento a cortante del concreto reforzado con fibras de polipropileno (PPFRC). Se realizarán ensayos cíclicos de tracción diagonal en paneles de PPFRC, con cuatro diferentes volúmenes de fibra (Vf) y 2 f’c diferentes. Asimismo, se realizarán ensayos monotónicos de vigas armadas de PPFRC con diferentes f’c, variando el Vf con el espaciamiento de los estribos para evaluar el uso de fibras como reemplazo de la armadura de cortante. Adicionalmente, se ejecutarán pruebas de compresión, módulo de elasticidad, tracción, flexión y Barcelona, para caracterizar las propiedades mecánicas básicas del concreto. A pesar de las conocidas ventajas de las fibras en la resistencia y propiedades post-fisuramiento, sigue siendo escaso el conocimiento del comportamiento cortante en paneles PPFRC, siendo este estudio una contribución clave para cerrar esta brecha.

El concreto armado es uno de los métodos más utilizados para la construcción de estructuras; por ello, las fallas en este tipo de concreto son un problema típico que enfrentan las obras civiles. Una de estas es la falla por corte, la cual es la resultante de todas las fuerzas verticales que actúan en una estructura donde tienden a cortar a dicho elemento.
La falla por corte puede llevar al colapso de la estructura afectada. Esto podría afectar al funcionamiento mecánico del resto de estructuras; además, la reparación de una estructura afectada por corte suele ser más costosa y complicada. Debido a estos problemas, se han utilizado diferentes métodos para evitar estas fallas o mejorar la resistencia del concreto (f’y). El método de concreto reforzado con fibras es uno de los más innovadores que se utilizan a día de hoy.
El concreto reforzado con fibras (FRC) es un material compuesto que consiste en una adherencia del concreto a la cual se añaden fibras discontinuas como refuerzo con el objetivo de mejorar sus propiedades[1][2][36]. Para fines experimentales se observaron las fibras de acero (SFRC) y polipropileno (PPFRC). Este tipo de diseño tiene un gran y novedoso impacto que intenta reforzar la resistencia del concreto armado. Sin embargo, aún hay pocos estudios acerca de su aplicación en los paneles estructurales.
En cuanto a la aplicación del FRC, tenemos estudios[38] que apoyan este método en términos de resistencia y durabilidad; sin embargo su elaboración tiende a ser un poco compleja. Si las fibras no se distribuyen uniformemente, puede haber variaciones en la compatibilidad del concreto, así como la orientación adecuada de las fibras. Por ello se debe evaluar correctamente la dosificación de la mezcla del concreto para los paneles y las vigas.