Estudio del fallo por delaminación de la fibra en refuerzos exteriores a base de polímeros reforzados con fibra de vidrio

Resumen

El comportamiento adherente entre los Polímeros Reforzados con Fibra (PRF) y el hormigón es un factor clave a la hora de controlar posteriormente el comportamiento de cualquier estructura reforzada con materiales compuestos a base de PRF. En general, el adhesivo empleado se diseña para que el fallo se produzca por delaminación del hormigón o rotura del refuerzo. En el problema marco del presente estudio, se introduce una restricción adicional: la resina empleada está autorizada para su uso en depósitos de agua destinada al consumo humano, y posee parámetros resistentes y de adherencia menores que las habitualmente empleadas en refuerzo estructural. Se plantea realizar un estudio que permita determinar el comportamiento de este refuerzo en concreto. Para poder analizar dicho fenómeno, se desarrolla un dispositivo que reúne las características necesarias para un estudio de adherencia y que además, se adapta a una máquina de ensayo universal. El dispositivo consiste en dos probetas de hormigón cilíndricas de 15 centímetros de diámetro y 25 centímetros de altura, cada una de ellas con una barra de acero corrugado embebida, y dispuestas simétricamente, de tal forma que sus ejes sean coincidentes. Las mordazas actúan sobre las barras de acero, que a su vez transfieren la carga al hormigón. El refuerzo de PRFV se coloca longitudinalmente sobre el dispositivo y dispuesta cada 120˚, sumando por tanto, tres bandas adheridas. Se han ensayado cuatro configuraciones diferentes combinando anchos de banda y longitudes adheridas, además de una quinta configuración con zuncho transversal adherido. Con ayuda de la instrumentación se analizan, entre otros, la ubicación de las zonas de delaminación, fuerza de resistencia última adherente, y el comportamiento tensodeformacional de la fibra. Asimismo, se estudia el modo de delaminación registrado y la influencia que el ancho y longitud de la fibra tienen sobre los resultados obtenidos. Finalmente, se realiza una comparación de los resultados obtenidos con los que predice el modelo de resistencia adherente de referencia (“Bond Strength Model”, Chen et al 2001), ajustando los coeficientes que adecúen la formulación del modelo a la realidad del ensayo planteado. Se concluye que un incremento en el ancho supone un incremento de la resistencia última del sistema, mientras que un incremento en la longitud de la fibra adherida más allá de la longitud crítica no produce un incremento de resistencia, pero sí a una mayor ductilidad del proceso de delaminación.