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Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/20.500.12008/32593 How cite
Title: Aportes para el control de calidad del hormigón reforzado con fibras de acero
Authors: Christoff, Sara
Dall´Oglio, Ramiro
Hernández, Camilo
Obtained title: Ingeniero Civil
University or service that grants the title: Universidad de la República (Uruguay). Facultad de Ingeniería
Tutor: Segura Castillo, Luis
Aulet, Alina
Type: Tesis de grado
Descriptors: HORMIGON ARMADO, MATERIALES REFORZADOS CON FIBRAS, ACERO, CONTROL DE CALIDAD, RESISTENCIA A LA FLEXION
Issue Date: 2022
Abstract: El hormigón armado es un material que tiene muchas características deseables para la industria de la construcción, por este motivo hoy en día es el material más utilizado en dicha industria. Al descubrirse que la incorporación de hierro mejora sustancialmente la resistencia a flexión del hormigón, este se convirtió en el material ideal. Económico, de fácil manipulación, moldeable, fácilmente transportable, con una alta resistencia a la compresión y, en combinación con el hierro, a la flexión (también presenta algunas desventajas, como por ejemplo su elevado peso propio o la gran emisión de CO2 que produce en su fabricación). Dicho descubrimiento llevó a un cambio de paradigma en la construcción, lográndose la realización de estructuras que antes no podían ser construidas. Sin embargo, en el presente, la industria demanda una mayor eficiencia en tiempos de obra, economía y respeto al medio ambiente, algo que hoy en día, en nuestro medio, es difícil cumplir. Para afrontar estos problemas es que surge el hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA). El mismo cuenta con características mecánicas adecuadas, permite reducir la mano de obra en su ejecución con respecto al hormigón convencional y también el desperdicio de hierro. La presente investigación tiene como objetivo mejorar el control de calidad de estructuras de HRFA, el cual es, al día de hoy, uno de los mayores impedimentos para su implementación. Para esto, se realizó el Ensayo Montevideo (MVD) y se comparó con los resultados obtenidos del ensayo a flexión a tres puntos, realizado a testigos extraídos de la primera losa elevada de HRFA en Sudamérica. En dicha comparación, se obtuvieron resultados muy similares, presentándose errores menores al 8%. Luego, se buscó una ecuación que permita, para el ensayo MVD, estimar el ancho de fisura en testigos de HRFA con endurecimiento sin necesidad de utilizar un LVDT. Dicha estimación ya se había logrado para el HRFA con ablandamiento, y en este caso, se halló una forma de obtener la estimación para el HRFA con endurecimiento. Se obtuvieron las fuerzas de diseño fR1 y fR3 con errores menores al 5% y 8% respectivamente, en la mayoría de los casos del lado de la seguridad. Esto simplificaría aún más el ensayo MVD, ya que no sería necesario el uso de un LVDT para medir el ancho de fisura. Se desarrolló un sensor magnético para determinar la cantidad de fibras y su orientación en estructuras de HRFA in situ, utilizando un ensayo no destructivo. Con dicho sensor, se obtuvo una relación de proporcionalidad entre la cantidad de fibras y la medida de la inductancia. Esto permite identificar los lugares con mayor y menor cantidad de fibras en la losa. También se encontró una relación entre la inductancia y la dirección de las fibras, lo que permite determinar localmente la dirección preferencial de las fibras. Aunque aún hay mucho camino para recorrer con el ensayo, es una primera aproximación con resultados más que satisfactorios. Por último, se realizó de manera muy simplificada, una comparación de soluciones estructurales entre una losa de hormigón armado convencional y una losa de HRFA. Se llegó a la conclusión de que la misma, podría ser construida con el mismo material que la losa elevada de la cual se extrajeron los testigos.

The conventional reinforced concrete is a material with many desirable characteristics for the construction industry, for that reason today is the most used material in this industry. When it was discovered that the iron addition substantially improves the bending strength of concrete, it became the ideal material. Cheap, easily handled, moldable, easy to transport, with high resistance to compression and, combined with iron, high resistance to bending too (it has also some disadvantages, as its weight or the CO2 emission produced in its manufacture). This discovery led to a paradigm shift in construction, achieving the realization of structures that previously could not be built. However, at present, the industry demands greater efficiency in construction time and economy, something that, due to the costly and unskilled labor force, is difficult to achieve. In order to face these problems, Fiber Reinforced Concrete (FRC) emerged. This concrete has adequate mechanical characteristics, allows a labor force reduction in its execution and also waste of iron. The present research aims to improve the quality control of FRC structures, which is, at present, one of the major impediments to its implementation. For this purpose, the Montevideo Test (MVD) was performed and compared with the results obtained from the three-point bending test, carried out on cores extracted from the first elevated FRC slab in South America. In this comparison, very similar results were obtained, with errors of less than 8%. Then, an equation was sought that would allow, for the MVD test, to estimate the crack width in FRC cores with hardening without the need to use a LVDT. Such estimation had already been achieved for the FRC with softening, and in this case, a way was found to obtain the estimation for the FRC with hardening. The design forces fr1 and fr3 were obtained with errors of less than 5% and 8% respectively, in most cases on the safety side. This would further simplify the MVD test, that would not be necessary the use of an LVDT to measure the crack width. A magnetic sensor was developed to determine the number of fibers and their orientation in FRC structures in situ, using a non-destructive test. With this sensor, a proportional relationship between the number of fibers and the inductance measurement was obtained. This allows us to identify the places with higher and lower amounts of fibers in the slab. A relationship was also found between the inductance and the direction of the fibers, which makes it possible to determine locally the preferential direction of the fibers. Although there is still a long way to go with the test, it is a first approximation with more than satisfactory results. Finally, a simplified comparison has been made between a conventional reinforced concrete slab and a FRC slab. It was concluded that it could be built with the same material as the elevated slab from which the cores were extracted.
Publisher: Udelar. FI.
Citation: Christoff, S., Dall´Oglio, R. y Hernández, C. Aportes para el control de calidad del hormigón reforzado con fibras de acero [en línea] Tesis de grado. Montevideo : Udelar. FI. IET., 2022.
License: Licencia Creative Commons Atribución - No Comercial - Sin Derivadas (CC - By-NC-ND 4.0)
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