Estudio: Efecto de la forma y el tamaño de la probeta en la resistencia a compresión en hormigón de alta resistencia.
Efecto de la forma y el tamaño de la probeta en la resistencia a compresión en hormigón
Este artículo presenta los
resultados de una reciente campaña experimental con el objeto de estudiar el
efecto de la forma y del tamaño de probeta en la resistencia a compresión, de
hormigones de alta resistencia. Hemos ensayado probetas cúbicas y cilíndricas
de diferentes tamaños. El valor de la velocidad de deformación media se ha
mantenido constante en todos los ensayos siendo su valor igual a 10-6 s-1. Las
curvas tensión-deformación en el caso de las probetas cúbicas presentan un
descenso en la rama de ablandamiento más suave que el de las probetas
cilíndricas. Este efecto es coherente con los mapas de fisuración obtenidos:
La extensión de las zonas
fisuradas es mayor en las probetas cúbicas que en cilíndricas. Basándonos en
los resultados obtenidos y las observaciones realizadas en el estudio
experimental, proponemos una nueva relación entre la resistencia a compresión
estándar, obtenida mediante probetas cilíndricas, y la resistencia obtenida con
probetas cúbicas de cualquier tamaño.
El ensayo a compresión es,
con mucho, el ensayo más común para caracterizar el hormigón. La principal
razón para comprender este hecho es su facilidad de realización, así como su
bajo coste económico [1] . Las diferentes normativas determinan el modo operativo
y la geometría a ensayar para determinar la resistencia del hormigón en
condiciones estándar, fc. Las geometrías de probetas más utilizadas son la
cilíndrica de esbeltez 2 (relación entre la altura y el diámetro) y el cubo. La
relación entre el valor de la resistencia del hormigón obtenida a través de
cubos y cilindros ha sido ampliamente estudiada, y en la bibliografía y
normativas podemos encontrar numerosas formulaciones que relacionan ambas
resistencias.
La mayoría de estas
formulaciones están obtenidas desde un punto de vista tecnológico, sin una base
teórica sólida. En estos estudios se obvia la relación entre los procesos de
nucleación y propagación de fisuras y el fallo de la probeta. Las evidencias
experimentales confirman la existencia de una zona de daño localizado
(micro-fisuras) en el momento de alcanzar la carga máxima [ 2] e incluso con
anterioridad a este máximo [ 3] . Por esta razón, el fallo por compresión es
susceptible de ser analizado mediante técnicas experimentales y modelos basados
en la Mecánica de la Fractura.
1.1. PLANTEAMIENTO
DE LA CAMPAÑ A EXPERIMENTAL
La campaña de ensayos fue
planteada para estudiar la influencia de la forma y del tamaño de la probeta en
la resistencia a compresión de hormigones de alta resistencia.
Particularmente vamos a
estudiar las curvas tensión-deformación, s- e, incluyendo la rama de
ablandamiento y los mapas de fisuración que se producen para cada tipo de
probeta.
1.2. CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL
Para caracterizar el
material hemos realizado ensayos de compresión y de obtención del módulo de
elasticidad por cada amasada, de acuerdo con las especificaciones de las normas
ASTM C 39-01 y C 469-94 respectivamente. Para determinar la resistencia a
tracción del hormigón, hemos realizado ensayos de tracción indirecta
(brasileños), siguiendo las recomendaciones establecidas por la norma ASTM C
496-96. Para obtener las propiedades en fractura del hormigón se realizaron ensayos
de flexión en tres puntos sobre probetas de hormigón en masa entalladas. El
método utilizado es el recomendado por Elices, Planas y Guinea [ 20-22]
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