Determinació analítica de la resistència a tracció de provetes de formigó reforçades amb fibres d'acer

El formigó reforçat amb fibres d'acer (FRFA) és un material que té els seus orígens als anys setanta, però no va ser fins als anys noranta que es va plantejar el seu ús com a material estructural. Al tractar-se d'un material relativament modern, en comparació amb d'altres de més a bastament utilitzats, encara no es té un coneixement prou desenvolupat que permeti caracteritzar d'una manera fidel el seu comportament front les diferents sol•licitacions a què es pot veure sotmès en una estructura. La característica més rellevant que aporta la conjunció formigó-fibres d'acer respecte a una matriu plana de formigó és el comportament que presenta front a esforços de tracció. En concret, els efectes beneficiosos del FRFA es posen de manifest en l'etapa post-fissura. Durant el procés de trencament de l'estructura les fibres existents en la secció fissurada creen un efecte pont, entès com la capacitat de mantenir unides temporalment ambdues parts fissurades gràcies a la resistència residual aportada per les fibres. Amb això s'aconsegueix reduir la propagació de les fissures i la seva obertura, fins el moment en què les fibres siguin arrencades completament o es trenquin. És per aquest motiu que bona part de les línies d'investigació actuals es centren en estudiar el comportament a tracció i tractar de reproduir-lo mitjançant expressions matemàtiques. En aquesta línia el Departament d'Enginyeria de la Construcció de l'Escola de Camins (ETSECCPB) de la UPC ha desenvolupat un mètode que permet caracteritzar analíticament la resposta a tracció de provetes de FRFA. El mètode es basa en la superposició del comportament individual de les fibres existents en la secció de fissura. De l'estudi del comportament de fibres sotmeses a assajos d'arrencament se sap que la resposta de les mateixes depèn directament de la inclinació que presentin respecte l'eix d'aplicació de la càrrega d'arrencament. Per tant, esdevé imprescindible determinar amb suficient exactitud el perfil d'orientació de les fibres que es troben embegudes en les provetes, atès que la resposta a tracció dependrà en bona mesura de la inclinació que presentin les fibres en la secció de fissura. En aquesta tesina s'analitzen dotze testimonis de FRFA d'alta treballabilitat extrets de provetes en diferents direccions, amb la finalitat d'avaluar la influència de l'orientació preferencial de les fibres en la resposta a tracció. En concret, es caracteritzen les fibres de cada testimoni gràcies a les tomografies (TAC) realitzades sobre els mateixos, i se'n determina el perfil d'orientació experimental així com els coeficients d'orientació relacionats. Seguidament s'analitza si les fibres estan distribuïdes uniformement al llarg dels testimonis, i es compara el perfil d'orientació experimental amb una proposta teòrica, a fi d'avaluar la fiabilitat de la predicció. Finalment s'estudia si la resposta a tracció obtinguda fent ús de les orientacions predites s'ajusta a la resposta a tracció obtinguda amb les orientacions experimentals, alhora que s'analitza si aquesta resposta es veu afectada per l'orientació de les fibres i la direcció d'extracció dels testimoni