Nuevo modelo para la estimación de deformaciones tempranas coaccionadas en elementos de hormigón estructural expansivo

Resumen

El pretensado físico-químico de estructuras de hormigón basado en el uso de hormigón expansivo con alta capacidad de energía de expansión puede ser considerado en algunos casos una alternativa al pretensado mecánico tradicional. La tecnología de pretensado físico químico se caracteriza por las siguientes ventajas, entre otras: no se requieren dispositivos especiales de pretensados (por ejemplo, gatos y anclajes), y los requerimientos de mano de obra son inferiores. Al mismo tiempo, el estado tensodeformacional inicial obtenido durante la expansión del hormigón tiene una influencia favorable sobre el comportamiento de la estructura autopretensadoa bajo acciones de servicios. Sin embargo, la aplicación práctica en elementos autopretensados es en ocasiones compleja debido a dificultades relacionadas con el diseño en la fase de servicio. Por lo tanto, el desarrollo de métodos de diseño para la predicción de deformaciones y tensiones a edad temprana en estructuras autopretensadas es de interés en la actualidad. En este estudio se presentan resultados de investigación teórica y experimental sobre elementos de hormigón con armadura de acero en disposiciones simétrica y asimétrica. Se formulan las hipótesis básicas del modelo modificado de desarrollo de deformaciones a edad temprana (Modified early-age Strains Development Model, MSDM) para elementos autopretensados. El modelo modificado propuesto se basa en el concepto de cálculo de deformaciones iniciales y constituye un proceso iterativo que tiene en cuenta el proceso de expansión en los intervalos de tiempo elementales. El rasgo diferenciador del MSDM consiste en tener en cuenta en cada paso de cálculo la fuerza acumulada inducida por la coacción al final de cada paso de cálculo. Esta fuerza acumulada se introduce como una restricción adicional del desarrollo de la expansión en el paso de tiempo considerado. Los datos a introducir en el modelo para el cálculo de expansión restringida incremental son la curva de desarrollo de expansiones libres con el tiempo, junto a la evolución de la fluencia y del módulo de Young del hormigón expansivo a edades tempranas, además de las condiciones de coacción. La validez del MSDM propuesto se verifica mediante la comparación de resultados de cálculo con resultados experimentales realizados al efecto. La influencia favorable del estado tensodeformacional inicial alcanzado mediante expansión del hormigón se confirma en el análisis de elementos autopretensados sometidos a cargas estáticas.