Chaquetas Delgadas de HPFRC para Columnas de H.A. Carga Axial: Comportamiento Mecánico y Eficacia del Refuerzo

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Civil; Ciencia de Materiales; Ingeniería Estructural

Sus antecedentes:

• El impacto ambiental del sector de la construcción exige extender la vida útil de las estructuras existentes.
• Las columnas de hormigón armado (H.A.) a menudo requieren refuerzo para satisfacer las demandas de carga actuales o reparar daños.
• Los métodos de refuerzo sostenibles y eficientes son cruciales para la longevidad de la infraestructura.

Objetivo del estudio:

• Investigar la efectividad del revestimiento de hormigón de alto rendimiento reforzado con fibra (HPFRC) para el refuerzo de columnas de H.A. bajo compresión axial.
• Evaluar la influencia de la forma de la sección transversal (circular, cuadrada, rectangular) en el rendimiento de las columnas reforzadas con HPFRC.
• Comparar el revestimiento de HPFRC con otras técnicas de refuerzo y evaluar su potencial para mejorar el rendimiento y la seguridad estructural.

Principales métodos:

• Se probaron doce columnas de H.A. de diversas formas de sección transversal (circular, cuadrada, rectangular) y 1200 mm de altura.
• Las columnas se reforzaron utilizando chaquetas delgadas de HPFRC (menos de 30 mm de espesor) aplicadas con una preparación superficial simple (chorreado de arena).
• Se analizó la capacidad de carga axial y los modos de falla de las columnas reforzadas y no reforzadas.

Principales resultados:

• El revestimiento de HPFRC de altura completa aumentó significativamente la capacidad de carga axial en todas las formas de sección transversal probadas.
• Las columnas cuadradas mostraron un aumento de hasta el 105% y las columnas rectangulares hasta el 87% en la capacidad axial en comparación con los especímenes de control.
• La mayor ganancia de rendimiento (duplicación de la capacidad axial) se observó en una columna cuadrada con revestimiento de altura completa y una relación de refuerzo geométrico del 52,6%.
• Las columnas reforzadas exhibieron una falla progresiva, dando aviso antes del colapso, a diferencia de los modos de falla explosiva.

Conclusiones:

• El revestimiento de HPFRC es un método muy eficaz para mejorar la capacidad de carga axial de las columnas de H.A., en particular las no circulares.
• La efectividad del refuerzo está directamente relacionada con la relación de refuerzo geométrico y no se ve disminuida por la forma de la sección transversal.
• El revestimiento de HPFRC ofrece una alternativa sostenible a los métodos tradicionales, superando potencialmente al revestimiento de polímero reforzado con fibra (FRP) y eliminando la necesidad de capas protectoras adicionales.