Comportamiento de la interfaz concreto-epoxi-FRP utilizando la teoría de mezclas serie/paralelo

Behaviour of the interface between concrete and FRP using serial/parallel mixing theory

Diversos estudios experimentales han mostrado que uno de los factores que afectan el comportamiento de estructuras de concreto externamente reforzadas con Fiberglass Reinforced Plastic (FRP, por sus siglas en inglés) es la adherencia entre el concreto y el FRP. En complemento a la experimentación, en este artículo se propone el uso de la teoría de mezclas serie/paralelo en la simulación numérica como una herramienta para estudiar el comportamiento de la interfaz concreto-epoxi-FRP. Además, se presenta un ejemplo en el que se analizan los resultados de la simulación de un ensayo de adherencia por flexión y se contrastan con los obtenidos experimentalmente.

Introducción

Una alternativa de refuerzo de las estructuras en concreto reforzado corresponde al uso de los materiales compuestos conformados por polímeros reforzados con fibras largas (FRP), la cual se ha incrementado en la última década. Los FRP más utilizados como refuerzo son los reforzados con fibra de vidrio (GFRP) y con fibra de carbono (CFRP). Dado que el uso de los materiales compuestos en obras civiles es relativamente nuevo, aún hay aspectos de los FRP que, por su complejidad, no han sido suficientemente estudiados. Por ello es importante mejorar las herramientas existentes y buscar nuevas alternativas que permitan estudiar el comportamiento de los FRP de una forma más detallada, incluyendo como estrategia la interacción entre la experimentación y la simulación numérica con elementos finitos.

Los estudios experimentales realizados demuestran que uno de los parámetros críticos para definir la resistencia del concreto reforzado externamente con FRP es la adherencia entre el concreto y el FRP (Pendhari et al., 2007). Por lo tanto, el comportamiento de la interfaz concreto-epoxi-FRP es uno de los aspectos que ha sido más estudiado, aunque la mayoría de los estudios han sido enfocados a la parte experimental. En este artículo se revisa el estado del conocimiento de las investigaciones realizadas en el campo del comportamiento de la interfaz concretoadhesivo-FRP. Luego se describe la teoría de mezclas serie/ paralelo (Rastellini, 2006), la cual es una nueva herramienta que permite la simulación numérica de los materiales compuesto. Posteriormente se analiza el comportamiento de la interfaz concreto-epoxi-FRP obtenido con una simulación de un ensayo de adherencia por flexión en la cual se utilizó la teoría de mezclas serie/paralelo y se contrastan los resultados numéricos con los experimentales.