Tesis de maestría

Mecanismo de rotura en tracción de hormigones con agregados reciclados

Resumen

El uso de hormigón reciclado aparece como uno de los temas de interés en el campo de la tecnología del hormigón considerando la necesidad de incorporar criterios de desarrollo sustentable en ámbito de la construcción civil. Los agregados reciclados poseen características particulares con respecto a los agregados naturales; en general se destacan su mayor porosidad y absorción, como también su menor densidad y resistencia. Existen antecedentes que indican que las características de las interfaces matriz-agregado reciclado favorecen la adherencia. Al mismo tiempo se ha demostrado que los cambios en la rigidez del hormigón con agregados reciclados son más importantes que los registrados en la resistencia a compresión. Estos hechos permiten presuponer que pueden existir cambios en el mecanismo de falla del hormigón con agregados reciclados, particularmente a medida que se elevan los niveles de resistencia. Esta tesis tiene como objetivo analizar el mecanismo de rotura bajo cargas de tracción en hormigón con agregados reciclados. En primer lugar se presenta la caracterización de los agregados gruesos naturales y reciclados a través de las medidas de densidad, absorción, desgaste y estimación de su resistencia a través de ensayos de carga puntual, y se analiza la adherencia de morteros con diferentes relaciones agua/cemento con agregados naturales (piedra partida granítica) y dos tipos de agregado reciclado obtenidos a partir de la trituración de un hormigón de resistencia normal y un hormigón de alta resistencia. Seguidamente se analizan tres series de hormigones con diferentes niveles de resistencia las cuales incluyen un hormigón de referencia elaborado con agregado natural y dos hormigones reciclados elaborados con los mismos agregados reciclados. Se evaluaron la respuesta en flexión de vigas entalladas, la resistencia a tracción por compresión diametral y el comportamiento bajo compresión uniaxial sobre cilindros normalizados. Con el fin de considerar el efecto de los agregados naturales y reciclados y de los distintos niveles de resistencia de la matriz se analizaron las superficies de fractura observando la distribución y estado de los agregados e interfaces. Los resultados permiten discutir la incidencia que poseen la adherencia de interfaces y la resistencia relativa de las fases componentes del hormigón sobre el mecanismo de rotura del compuesto.

The use of recycled aggregate concrete (RAC) acquires particular interest in civil construction regarding sustainable development. Recycled aggregates usually present greater porosity and absorption, and also lower density and strength than natural aggregates. In addition the characteristics of the interfacial transition zones between the cement paste and the aggregates improve bond strength. Many experiences showed that reduction in concrete stiffness is higher than in concrete strength when prepared with recycled aggregates. As a consequence the failure mechanisms in RAC could be affected by the above stated factors, especially if concrete strength levels increase. The aim of this thesis is to analyze the fracture mechanism under tensile loads on RAC. Firstly the natural and recycled coarse aggregates are characterized. The results of density, water absorption, abrasion, and the estimate strength through punctual point tests are presented. The bond strength of mortars of different water/cement ratios, natural aggregates (granite stone) and two types of recycled aggregates obtained by crushing a normal strength concrete and a high strength concrete was also analyzed. Next, three Series of concretes of different compressive strength levels are studied. Each Series includes a reference concrete prepared with natural crushed stone and two RAC prepared with both coarse aggregates. Flexural tests on notched beams, splitting test and uniaxial compression tests on standard cylinders were performed. In addition, the characteristics of the fracture surfaces were analyzed in order to determine the amount, distribution and state of broken aggregates and interfaces. The effect of the interface bond and the strength of the concrete component phases on the fracture mechanism of concrete are discussed.

Palabras clave
hormigón
agregados
resistencia
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