Comportamiento de estructuras de hormigón pretensado con armaduras pretesas de polímeros reforzados con fibras (FRP)
L'efecte de la corrosió de les armadures en la reducció de la vida útil de les infraestructures existents de formigó armat i pretensat ha portat a la recerca d'alternatives a l'acer convencional que proporcionin una major durabilitat.
En aquest context, les armadures de polímers reforçats amb fibres (FRP) són una bona alternativa, ja que no presenten susceptibilitat a la corrosió, però la seva implementació com a armadura activa en el sector de la construcció és escassa a causa de la investigació encara molt limitada i perquè el seu ús no està contemplat en la major part de normatives tècniques i guies de disseny actuals, que només la consideren com a armadura passiva.
Aquesta tesi té com a objectiu principal estudiar el comportament estructural d'elements de formigó pretensat amb armadures actives de FRP, amb la finalitat de contribuir a l'establiment de recomanacions de disseny en el futur que garanteixin la seva funcionalitat, seguretat i durabilitat. Per a això, s'ha dut a terme una campanya experimental amb 20 bigues isostàtiques de 4,50 m de llum, realitzant-se 10 assajos a flexió amb càrrega puntual simètrica i 18 assajos a tallant (9 bigues) amb càrrega puntual aplicada a una distància de tres vegades el cantell útil des d’un dels suports.
Addicionalment, s'han realitzat assajos de caracterització de les propietats mecàniques dels materials, d'adherència dels tendons pretensats de FRP i de comprovació del funcionament dels sistemes d'ancoratge de cadascun dels materials utilitzats.S'han emprat barres de fibra de vidre i resina termoestable (GFRP), de fibra de vidre i resina termoplàstica (TP-GFRP), de fibra de carboni (CFRP), cordons de fibra de carboni (CFCC) i cordons d'acer (control), amb diferents nivells de pretesat. L’exhaustiva instrumentació disposada ha permès registrar la càrrega aplicada, els desplaçaments en diversos punts, els girs als suports, les deformacions de l'armadura activa i passiva i els lliscaments de l'armadura activa respecte del formigó, al llarg de tot l'assaig.
El sistema de correlació d'imatges digitals (DIC) ha permès captar la formació i evolució de fissures al llarg de cada assaig.Les bigues assajades a flexió van fallar després de l'esgotament a tracció de l'armadura longitudinal, fet que va provocar la pèrdua de la força de pretesat i la formació d'una fissura inclinada. En les bigues assajades a tallant, el mode de fallida va ser l’esperat, però més fràgil i sobtat que en les bigues pretesades amb acer. En alguns casos, la ruptura per tallant es va produir acompanyada de l'esgotament per tracció de l'armadura a la secció d'inici de la fissura, a causa de l'increment de tracció produït pel tallant. Les prediccions analítiques realitzades permeten obtenir els valors de càrrega última de manera força aproximada i les modelitzacions numèriques (mitjançant el programa ABAQUS) reprodueixen bé el comportament en servei, però en alguns casos no són capaces de captar la càrrega de ruptura.