Implementación de la correlación de imágenes digitales en la caracterización mecánica del concreto autocompactante reforzado con fibras de acero

Abstract

La caracterización de las propiedades mecánicas de materiales cerámicos como el concreto usualmente exige el uso de costosos equipos de instrumentación que permitan medir desplazamientos y deformaciones, razón por la cual recientemente se han explorado técnicas alternativas de medición más económicamente viables como es el caso de la correlación de imágenes digitales (CID). Con el fin de motivar la implementación de CID en la caracterización de materiales, en este proyecto de investigación se emplea esta técnica para evaluar las propiedades mecánicas, módulo de elasticidad y factor de intensidad de esfuerzos crítico, del concreto auto-compactante con adición de fibras de acero terminadas en gancho para proporciones entre el 0.0% y 1.0% (respecto al volumen total de la mezcla) y variación de la relación agua-material cementante entre 0.40 y 0.60. Se empleó un montaje con una cámara Nikon DSRL D5600 para capturar las imágenes de los ensayos de flexión de cuatro puntos en vigas de sección rectangular cuadrada y con una abertura ubicada en el centro de luz. El procesamiento de datos se realizó en el software Ncorr, para el cual se determinaron los parámetros radio y espaciamiento del subconjunto a través de la metodología de superficie de respuesta. Se obtuvieron los desplazamientos experimentales, las curvas carga-desplazamiento del centro de luz y las curvas carga-tamaño de la abertura de cada uno de los especímenes de estudio. El módulo de elasticidad se obtuvo integrando la pendiente de la curva carga-desplazamiento con la teoría de elasticidad de Timoshenko y también relacionando los resultados de desplazamientos experimentales con desplazamientos teóricos obtenidos dicha la teoría elástica. Para determinar el factor de intensidad de esfuerzos críticos, empleando los resultados del tamaño de la abertura y un modelo propuesto de mecánica de la fractura lineal. De los resultados obtenidos es posible concluir que CID es una alternativa válida y eficiente para la caracterización de materiales.