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Vol. 69. Núm. 286.Septiembre - Diciembre 2018
Páginas 177-260
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Vol. 69. Núm. 286.Septiembre - Diciembre 2018
Páginas 177-260
DOI: 10.1016/j.hya.2017.07.002
Mejora de la sostenibilidad y el comportamiento en servicio de estructuras de hormigón mediante el uso de fibras metálicas recicladas
Improvement in sustainability and performance in service of concrete structures by using recycled metal fibres
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Giancarlo Grolia,
Autor para correspondencia
ggroli@iberdrola.es

Autor para correspondencia.
, Alejandro Pérez Caldenteyb
a Dr. Ingeniero de Caminos, Iberdrola Ingeniería y Construcción, Ingeniería Offshore, Madrid, España
b Dr. Ingeniero de Caminos, FHECOR Consulting Engineers, Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Director del Departamento de I+D+i, Madrid, España
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Tabla 1. Resumen de las vigas ensayadas en la campaña previa y características mecánicas del hormigón
Tabla 2. Resumen de los resultados obtenidos en los ensayos preliminares de fisuración
Tabla 3. Características mecánicas del hormigón utilizado en la campaña principal
Tabla 4. Resultados en términos de fisuración para las vigas de la campaña principal
Tabla 5. Resultados en términos de fisuración para los ensayos de soportes
Tabla 6. Comparación del canto necesario para cumplir con el ELS de deformaciones para una cuantía geométrica del 0,5%, distintos valores de la relación carga permanente/carga total
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Resumen

En este trabajo se presenta un estudio teórico y experimental relativo a la mejora del comportamiento en servicio del hormigón estructural mediante la adición de fibras metálicas recicladas obtenidas a partir de neumáticos usados. Este trabajo recopila tres series de ensayos: una sobre elementos de tamaño reducido, otra sobre vigas de gran tamaño sometidas a dos cargas puntuales, con una amplia zona de momento constante, y una última campaña relativa a soportes sometidos a desplazamientos impuestos en cabeza. En el caso de las vigas isostáticas de gran tamaño, se dispone de una serie de ensayos gemelos realizados con un hormigón convencional.

Se examinan los resultados experimentales incidiendo en la influencia de la adición de fibras en el comportamiento en servicio. Los resultados experimentales se comparan con resultados teóricos obtenidos, incorporando a la ecuación constitutiva del hormigón la rama de ablandamiento en tracción a la que contribuyen las fibras, además del efecto de contribución entre fisuras propio del hormigón estructural convencional. Estos resultados se comparan también con los obtenidos mediante aplicación del modelo propuesto por el MC2010.

Finalmente, se introducen estudios que se están llevando a cabo en el marco del proyecto de investigación Anagennisi (renacimiento), que busca reciclar en aplicaciones relativas al hormigón estructural todos los componentes de los neumáticos. Estos estudios se centran en cómo se puede mejorar la sostenibilidad de las estructuras de hormigón mediante el uso de fibras metálicas recicladas, buscando aplicaciones concretas en las que su influencia puede resultar determinante, tanto a efectos de reducir los costes de construcción como de reducir el impacto medioambiental (huella de CO2 y consumo de energía). Estos estudios se centran en el proyecto de estructuras de contención de aguas y en aumentar la esbeltez de losas en estructuras de edificación.

Palabras clave:
Hormigón reforzado con fibras recicladas
Fisuración
Flechas
Experimentación
Estado límite de servicio
Abstract

In this work, a theoretical and experimental study is presented as regards the improvement in the performance in service of concrete structures by adding recycled metal fibres obtained from used tyres. This work compiles three series of tests: one on reduced size elements, another on large beams subjected to two particular loads, with a wide constant moment area, and lastly a series on supports subjected to imposed head movements. In the case of large-sized isostatic beams, a series of twin trials carried out with conventional concrete is presented.

An analysis is made of the experimental results that have a bearing on the influence of adding fibres on the in-service performance. The experimental results are compared with the theoretical results obtained, incorporating into the constitutive equation of the concrete the tension softening branch to which the fibres contribute, as well as the effect of the contribution between cracks of the conventional structural concrete itself. These results are also compared with those obtained by applying the model proposed by MC2010.

Finally, studies are presented that are being conducted within the framework of the Anagennisi (Re-Birth) Research, which looks to recycle all the components of tyres in applications relative to structural concrete. These studies are focused on how the sustainability of concrete structures can be improved with the use of recycled metal fibres, as well as looking for particular applications in which their influence could be a determining factor, both as regards reducing construction costs, as well as reducing the environmental impact (CO2 footprint and energy consumption). These studies are focused on the project of water containment structures and in increasing the slenderness of the flagstones in building structures.

Keywords:
Concrete reinforced with recycled fibres
Cracking
Arrows
Experiments
Serviceability limit state

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