Estudio experimental del comportamiento de juntas entre hormigones "in situ" y prefabricados con distintos tratamientos en la unión

Las piezas compuestas, constituidas por una parte prefabricada y otra hormigonada in situ, comenzaron a ser investigadas hace mas de 30 anos, dado el interes que su utilizacion desperto, por tratarse de elementos semiindustrializados de gran campo de aplicacion. Las investigaciones que han sido desarrolladas han abordado el estudio del comportamiento de uniones con armaduras de cosido atravesando las "interfaces" o superficies de contacto, siendo mas escasas las investigaciones concernientes a piezas sin tal armadura. Estudios sobre las condiciones especificas de ejecucion en lo referente a tratamiento de las superficies de contacto, estado de saturacion de la union, sistema de compactacion, no se han abordado de forma sistematica en las investigaciones precedentes. Hoy en dia se conocen con buena aproximacion los mecanismos de transferencia del esfuerzo rasante en las piezas compuestas. Tambien se han evaluado en investigaciones precedentes la aplicabilidad de los modelos de ensayo a los estudios de la influencia de determinadas variables que condicionan la resistencia a rasante en funcion de las caracteristicas de las piezas, tanto tipologicas como de comportamiento. Por ultimo son multiples las normas y documentos tecnicos de organizaciones especializadas que contemplan procedimientos para comprobar la resistencia de las uniones y establecer limites ultimos o de servicio a las tensiones rasantes. En los momentos actuales algunos investigadores centran sus estudios en el establecimiento de modelos teoricos que permitan evaluar los comportamientos de las uniones, tras el ajuste de tales modelos con resultados experimentales. Han sido escasas las investigaciones sistematicas de piezas con "interfaces" sin armadura de cosido que analicen los parametros condicionados por la propia ejecucion cuando tales tipos de pieza son ampliamente utilizadas en nuestro pais en soluciones de forjado de edificacion. Del analisis del comportamiento de tales "interfaces" pueden, por otra parte, obtenerse conclusiones aplicables para juzgar el comportamiento en servicio de piezas con "interfaces" armadas, en lo referente, al menos, a su deformabilidad. Por tales motivos se justifica el interes de la investigacion experimental que nos propusimos desarrollar. Para la investigacion experimental adoptamos un modelo de viga, y previamente confirmamos la idoneidad mediante ensayos piloto sobre la influencia de la disposicion de la carga. Como variables basicas de la investigacion adoptamos dos estados de saturacion superficial, humedo (H) y encharcado (E); dos sistemas de compactacion, picado con barra (P) y vibracion interna (V); por ultimo adoptamos dos tratamientos de la union, natural (N) y cepillada (C). Complementariamente seleccionamos dos nuevas variables de estado superficial de tratamiento de la "interface", peinada (P) y tampeada (T), asi como un nuevo estado de humedad superficial desecando la superficie artificialmente (AD). Las variables seleccionadas configuraron 11 combinaciones que condujeron a la fabricacion y ensayo de 22 vigas al adoptar dos ejemplares identicos por grupo de variables. Los ensayos fueron realizados en el laboratorio del Instituto Tecnico de Materiales y Construcciones, obteniendose resultados sobre la resistencia rasante en agotamiento, los corrimientos relativos entre las dos partes de la pieza compuesta y las flechas alcanzadas en el centro del vano de viga, durante todo el proceso de carga. Previamente a la realizacion del ensayo, fueron muestreados y ensayados los materiales, tanto los constituyentes de los hormigones como los propios hormigones y aceros para armaduras. El hormigon empleado se situo, para la edad de ensayo, en la gama de resistencia entre 166 y 250 kp/cm, con valores medios de 203 kp/cm y caracteristicos de 177 kp/cm. Complementariamente, y antes del hormigonado de la segunda fase, se procedio a medir la rugosidad especifica de acuerdo con las recomendaciones FIP y norma SIS-812005. Durante el ensayo, asimismo, se registraron los esquemas de fisuracion en cada escalon de carga, definiendose por ultimo los esquemas de rotura, que en todos los casos, correspondio al de agotamiento frente a esfuerzo rasante. Los resultados de ensayo han sido analizados para evaluar la influencia de los parametros investigados tanto en el comportamiento frente a estados limites de servicio, fisuracion y deformaciones, como frente a los estados limites ultimos condicionados por la investigacion que fueron los de rasante. Para juzgar los resultados de la resistencia a rasante, los valores del esfuerzo cortante ultimo han sido transformados en tensiones rasantes adoptando un modelo teorico simple y homogeneizando los valores de tensiones, en funcion de la resistencia mas baja de las dos partes de la pieza, a hormigones tipo de 200 kp/cm, procediendo a comparar las variables investigadas entre si por la relacion de los valores medios registrados en ensayo. Para juzgar el comportamiento en servicio, se han comparado los esquemas de fisuracion, asi como la relacion entre flechas obtenidas en ensayo y las flechas teoricas calculadas adoptando el modelo de inercia eficaz de Branson, evaluando en consecuencia la influencia de las diferentes variables. Por ultimo, hemos analizado la influencia de la rugosidad en la resistencia frente a rasante, asi como la influencia de las variables en el corrimiento relativo para definir que mecanismo de transferencia a rasante se moviliza, fundamentalmente en estas uniones sin armadura. Como conclusiones basicas de la investigacion se establecen la nula dependencia de la resistencia a rasante con los procedimientos de compactacion para la tipologia de pieza ensayada, asi como la nula influencia de la rugosidad ni la apreciable incidencia de los procesos de tratamiento de la union, mediante peinado y tampeado con la tecnica utilizada. Por el contrario, de la investigacion se desprende un efecto positivo del cepillado de la union frente al estado natural de hormigonado y subsiguiente compactacion y negativo del encharcamiento frente a los estados de union humedecida e incluso de "interface" artificialmente desecada. Queda confirmada, asimismo, la extraordinaria rigidez de la union en todos los casos, asi como la inapreciable influencia de los parametros investigados en el comportamiento de las piezas ensayadas frente a las caracteristicas que condicionan su deformabilidad y esquemas de fisuracion.