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Vol. 66. Núm. 277.
Páginas 225-236 (Septiembre - Diciembre 2015)
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Vol. 66. Núm. 277.
Páginas 225-236 (Septiembre - Diciembre 2015)
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DOI: 10.1016/j.hya.2016.01.005
Efecto de las cargas cíclicas sobre la adherencia hormigón-acero en hormigones sumergidos
Effect of cyclic loading on concrete-steel bond in underwater concrete
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Héctor Bernardo Gutiérreza,
Autor para correspondencia
h.bernardo@gmail.com

Autor para correspondencia.
, Miguel Ángel Vicente Cabrerab, Dorys González Cabrerac, Juan Fernando Martínez Díazd
a Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Dirección técnica, DRAGADOS, Madrid, España
b Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Profesor titular, Universidad de Burgos, Burgos, España
c Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, Profesor contratado, Doctor, Universidad de Burgos, Burgos, España
d Licenciado en Ciencias Químicas, Dirección técnica, DRAGADOS, Madrid, España
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Tabla 1. Dosificación empleada
Tabla 2. Características del hormigón empleado (valores medios)
Tabla 3. Resultados de los ensayos monotónicos
Tabla 4. Valores de A y b1 para la ecuación (1); p<0,05
Tabla 5. Valores de C y b2 para la ecuación (2)
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Resumen

El hormigón sumergido ha sido utilizado en la construcción desde la antigüedad, generalmente ante la imposibilidad, o inconveniencia, de conseguir un recinto seco para su puesta en obra. Sin embargo, esta utilización se ve perjudicada por el lavado de las partículas de cemento de la masa de hormigón, lo cual produce un deterioro de sus propiedades mecánicas, incluyendo una disminución de su resistencia a compresión así como de la adherencia entre hormigón y armaduras.

El efecto que el lavado tiene sobre la adherencia entre hormigón y barras de acero ha sido escasamente investigado en la literatura técnica. Por otro lado, los resultados disponibles se ven fuertemente condicionados por la forma de fabricación de las probetas empleadas o por el método utilizado para simular el lavado del hormigón debido al contacto con el agua. Ambos aspectos pueden no resultar representativos de las condiciones de puesta en obra reales. Por otro lado, no hay datos de investigaciones previas que involucren cargas cíclicas de alto número de ciclos, como por otra parte suele corresponder a estructuras de ambiente marino, campo de utilización habitual de este tipo de hormigones.

El presente trabajo describe la investigación llevada a cabo sobre la adherencia con barras de acero de una mezcla de hormigón sumergido de 40MPa. Se han empleado tanto cargas monotónicas como cíclicas con dos rangos de carga y cinco escalones de ciclos (1, 2.000, 20.000, 200.000 y 2.000.000). Los resultados han mostrado que ante cargas monotónicas el hormigón sumergido exhibía una reducción en la tensión de adherencia última (τu) de un 5% con respecto a la misma mezcla hormigonada en seco. Por otro lado, las cargas cíclicas tenían el efecto de aumentar el valor de τu fruto de la compactación sufrida por el hormigón, que redunda en una mejora de su resistencia a compresión.

Palabras clave:
Hormigón sumergido
Autocompactante
Adherencia
Cargas cíclicas
Fatiga
Abstract

Placing concrete underwater has been used for many years in construction, due to the impracticalities of creating a watertight basin in a marine environment or in ground which is severely waterlogged. Unfortunately the process is hindered by the action of cement washout from the concrete mass, which creates an impairment in the concrete mechanical properties, including loss of compressive strength and the bond between the set concrete and the reinforcement.

The available technical literature on this subject show that the results of tests on samples of underwater concrete are significantly affected by the way in which the samples are taken, and these may not be representative of the real underwater conditions. Furthermore, there appears to have been no research conducted on the high cyclic loading on the underwater concrete to which many marine structures are often subjected.

This paper concerns research undertaken into the bond strength between reinforcement and underwater concrete for concrete cylinder strength of 40MPa. Monotonic and cyclic loading has been applied to 5 cycle samples sets (namely 1, 2000, 20,000, 200,000, and 2,000,000 cycles). The results show that, for monotonic loading, the τu values in underwater samples reduce by 5% compared to samples cast in dry conditions. In addition the monotonic tests on the samples subjected to high cyclic loading show an increase in the τu value compared to those samples not subjected to cyclic loading. This may be a result of the micro-compaction experienced by the concrete due to the high cyclic loading, which leads to an increase in compressive resistance.

Keywords:
Underwater concrete
Self compacting
Bond
Cyclic loading
Fatigue

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