Estudio experimental de la adherencia entre laminados de GFRP y el hormigón

En la actualidad, poco a poco, se estan incorporando las estructuras hibridas en elementos a flexion en el sector de las estructuras civiles y de edificacion. El bajo peso y la gran durabilidad de estas estructuras hacen viable su utilizacion. Las estructuras hibridas estan compuestas generalmente por materiales polimericos reforzados con fibras de vidrio o carbono (GFRP o CFRP) en forma de perfiles estructurales de cualquier tipo de seccion en I, en caja, en forma de artesa, como elementos que trabajan a traccion, y el hormigon en la cabeza comprimida de la seccion resistente. Es por ello que la union de estos materiales y sus excelentes cualidades permiten optimizar su rendimiento mecanico en dichas posiciones. Los modos de fallo de estas estructuras presentan diversidad de criterios entre los investigadores, y es por ello que en esta Tesis Doctoral se realiza en primer lugar un estudio (Anexo I) sobre la posibilidad de disenar una viga con un modo de fallo ductil, trasladando la rotura a la cabeza comprimida con hormigones reforzados con fibras. Asi en este estudio se comprueba que no es posible analizar dicho modo de fallo ya que tras ?blindar? todos los posibles modos de fallo de la estructura la rotura se produce por esfuerzo rasante entre el GFRP y el hormigon, sin llegar a comprobar la influencia del hormigon reforzado con fibras. Por ello se redirige y se inicia el estudio en la adherencia del GFRP y el hormigon, analizando la influencia de una serie de tratamientos superficiales aplicados al perfil de GFRP, asi como el uso de elementos de fijacion mecanica. Para ello, y sin perder de vista las aplicaciones en obra civil y edificacion, y despues de analizar la informacion cientifica disponible, visto que no existen ensayos normalizados para el estudio de este tipo de vigas hibridas, se plantea la necesidad de aportar una metodologia de ensayo sencilla que posibilite el estudio de este fenomeno. Es por ello que se plantea la adaptacion del ensayo de pull-out, habitual para barras, para su aplicacion a perfiles de seccion rectangular. La complejidad de esta adaptacion se resuelve aportando una serie de modalidades al metodo, siendo el grado de confinamiento del hormigon sobre el perfil de GFRP y la posibilidad de aplicar par de apriete para postesar la tornilleria lo que genera las modalidades de 2C, 1CA, 1CE y 1CL. Estas modalidades a su vez se ven representadas en las formas de conexion de los perfiles de GFRP con el hormigon en obra: ala o alma del perfil embebido en la capa de compresion, o la cara superior del ala del perfil en contacto con la capa de compresion. En la modalidad 2C el hormigon se encuentra confinando pasivamente todas las caras del perfil de GFRP; en la modalidad 1CA el hormigon confina las dos caras principales pero una de ellas no tiene tratamiento superficial; en la modalidad 1CE una de las caras del perfil si esta confinada con tratamiento superficial y la otra no esta en contacto con el hormigon; y por ultimo 1CL una cara esta en contacto con el hormigon y la otra esta liberada de este para tener acceso al perfil en la probeta hibrida y poder darle el par de apriete para realizar un postesado del elemento de fijacion mecanico, consiguiendo asi un confinamiento activo del hormigon sobre el perfil de GFRP. Una vez clarificada la metodologia del ensayo se procede a la caracterizacion de las distintas variables de adherencia propuestas, como son una serie de tratamientos superficiales tales como arenados, resinas y texturizados, asi como una combinacion entre ambos; tambien se utilizan elementos de fijacion mecanica fijos y con desplazamiento dotandolos de un par de apriete, unas veces solo para su fijacion al perfil de GFRP y en otros casos para conseguir un confinamiento activo del hormigon sobre el perfil. Tras la obtencion de los resultados se procede a realizar una propuesta de caracterizacion de los parametros de adherencia, asi como a la interpretacion de una serie de modelos de comportamiento basados en curvas tension?deslizamiento, aportando novedades sobre el fenomeno estudiado.