Estudio de la adherencia de un sistema compuesto FRCM sostenible para el reforzamiento de elementos de concreto armado.

Abstract

Una estructura de concreto armado se analiza y diseña para que complete su vida útil dentro de condiciones aceptables de servicio y resistencia. Sin embargo, en una obra civil pueden surgir circunstancias que generen cambios durante la concepción, ejecución o durante su vida útil, y afecten negativamente la capacidad resistente que se espera de la misma y eventualmente la llevan al colapso. De acuerdo con esto, muchas veces es necesario realizar una reparación en una estructura de concreto armado mediante la aplicación de sistemas de reforzamiento en algunos elementos o en todo la estructura para aumentar la capacidad portante en un determinado momento de su existencia y así recuperar su funcionalidad. Uno de estos sistemas de reforzamiento se denomina comúnmente como materiales compuestos. Los compuestos FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix) son un nuevo desarrollo en materiales compuestos de cemento diseñados específicamente para la reparación y rehabilitación estructural. Existen pocos estudios y limitada información en relación a los sistemas FRCM, más aún si se quiere averiguar su aplicación con fibras naturales. Al haber poca información, no existen estudios que engloben el total de las propiedades mecánicas. Una de las principales propiedades mecánicas es la adherencia del sistema compuesto con el material del sustrato. Si no se garantiza una adherencia adecuada, por más que el sistema compuesto tenga excelentes propiedades mecánicas, la eficiencia del sistema de reforzamiento se ve afectada. La presente tesis trata del desarrollo de un sistema compuesto FRCM con tejido elaborado con fibras naturales de cabuya y una matriz cementicia, enfocándose en los problemas de adherencia y proponiendo un sistema óptimo que garantice una unión eficaz entre el material compuesto y el material de sustrato. Se realizó una extensa investigación de las propiedades tanto físicas y mecánicas de los materiales utilizados tanto en la elaboración del sistema FRCM (matriz cementicia y tejido de cabuya) como en la elaboración de elementos de concreto reforzado (vigas y columnas cargadas excéntricas), la misma que fue conducida en los laboratorios de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Chimborazo.