Una universidad española desarrolla ensayos para vigas de hormigón con refuerzo exterior empleando equipos de medida de HBM

El equipo de investigación estructural de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), en Barcelona, ha puesto a punto un método de ensayo para determinar tensiones en vigas de hormigón para uso en el sector de la construcción.

Los ensayos, que se han desarrollado a lo largo de los últimos dos años, se aplican a vigas de hormigón reforzadas exteriormente con laminados de fibra de carbono.

El uso de laminados de fibra de carbono (CFRP) ha crecido en los últimos años. La característica principal de los CFRP es que tienen las fibras dispuestas en una dirección, con el fin de crear una estructura semirrígida con un módulo de elasticidad elevado cuando se adhieren con un adhesivo epoxi.

Estos ensayos de laboratorio tienen la finalidad de simular distintos tipos de fallos comunes. Por ejemplo:

  • Retirada de una cubierta de hormigón
  • Retirada del laminado terminal interfacial
  • Desprendimiento del laminado interfacial inducido por una fractura
  • Fallo a cortante del hormigón

Ensayos con 24 galgas extensométricas

En los ensayos que se han llevado a cabo en el Laboratorio para la Innovación Tecnológica de Estructuras y Materiales (LITEM), las vigas se equiparon con 24 galgas extensométricas tipo 1-LY41-6/350. Para instalarlas se empleó el adhesivo X280 de HBM. Las galgas extensométricas se situaron en la parte inferior de la viga y a lo largo de las bandas de CFRP, con dos galgas a cada extremo en posición L/4 para medir el desplazamiento lineal. Además, se instalaron dos láseres —uno a cada lado, en el centro de la viga— para realizar medidas de desplazamiento por triangulación.

Adquisición de señales con MGCPlus

Para adquirir las señales se empleó un equipo MGCplus de HBM, con tres módulos AP815i para las galgas extensométricas más un módulo AP801 adicional para los sensores láser. Las señales de carga y de desplazamiento se generaron mediante un actuador de 250 kN. Finalmente, se utilizó el software de adquisición de datos catman®AP, también de HBM, para analizar los resultados.

Se utilizó la teoría clásica de vigas para calcular las fuerzas de flexión en las vigas reforzadas. Posteriormente, estos valores teóricos se compararon con los datos obtenidos en los ensayos. Como resultado, se ha establecido una ecuación general para las vigas de hormigón con refuerzo doble y para las vigas reforzadas con laminados externos (por ejemplo, polímeros reforzados con fibras),  que proporciona estimaciones más precisas del valor εdb de deformación (deformación mínima para el deslizamiento fibra-matriz).

En el futuro, pueden llevarse a cabo ensayos con galgas extensométricas adheridas al laminado en la cara de tensión de las vigas.

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