Diseño y optimización de mezcas de concreto reforzado con macro-fibras sintéticas para análisis del comportamiento a flexión

Abstract

Hoy en día las fibras de polipropileno, nylon, polietileno, metal, entre otras, que son inocuas frente a la salud humana, se emplean con fines similares en la producción de prefabricados, tanto en la prefabricación pesada (pilotes, postes, dovelas, vigas) como en la prefabricación liviana (ladrillos, láminas). El objeto de esta investigación es obtener una optimización en los diseños de mezcla de concreto reforzado con dos tipos de macro-fibras de polipropileno para la industria del prefabricado, buscando alcanzar una mayor ductilidad en su comportamiento en comparación a la del concreto simple, observar los efectos de la fracción de volumen de fibra sintética en las propiedades de fractura del concreto cuando es solicitado a flexión; esta medición se hizo con la energía de fractura y la longitud de los tipos de fibra. Mediante ensayos a flexión a una edad de maduración de 14 días, se obtuvieron los módulos de rotura del concreto fibroreforzado. El diseño estadístico empleado fue del tipo central compuesto junto con un factorial 2k con dos niveles y un análisis de superficie de respuesta que resultó significativo empleando estudiados los cuales varían entre 0% y 1% en volumen para la inclusión de fibra y entre el 0% y 20% para el retiro de agregado grueso (con respecto al volumen total de la mezcla). Las diversas mezclas de concreto se realizaron con una relación constante de agua/cemento = 0.70 y 300 kg/m3 de cemento. Teniendo como base de comparación una mezcla de concreto convencional, los efectos del trabajo a tracción de las fibras se hacen notorios, observando en promedio de ambas fibras, un aumento del 64% en el módulo de rotura (concreto simple vs concreto fibroreforzado).