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Tesis:

Estudio sobre la aplicabilidad de los modelos de cálculo de la fluencia y retracción al hormigón autocompactable

  • Autor: AGRANATI LANDSBERGER, Galit

  • Título: Estudio sobre la aplicabilidad de los modelos de cálculo de la fluencia y retracción al hormigón autocompactable

  • Fecha: 2008

  • Materia: Ciencia y tecnología de materiales

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

  • Departamentos: INGENIERIA CIVIL: CONSTRUCCION

  • Acceso electrónico: http://oa.upm.es/1048

  • Director/a 1º: FERNANDEZ GOMEZ, Jaime Antonio

  • Resumen: El hormigón autocompactable, HAC, aunque se fabrica con los mismos componentes que el hormigón convencional vibrado, posee una clara diferencia en la composición final de la mezcla. En comparación con el hormigón convencional, el HAC tiene un alto volumen de adiciones, mayor volumen de pasta, mayor contenido de superplastificantes, y el tamaño máximo del árido es menor. Estas modificaciones en la composición de la mezcla también influyen sobre las características relacionadas con las deformaciones del hormigón. Generalmente, se considera que hormigones con mayor contenido de pasta manifiestan mayores deformaciones por fluencia y retracción. Esta investigación consiste en la búsqueda y creación de una base de datos sobre la retracción y fluencia en HAC y hormigón convencional vibrado (HC) de la misma naturaleza, con el fin de evaluar la aplicabilidad de los modelos actuales al HAC. Los modelos utilizados que provienen de normativas son los ACI 209, CEB-FIP 90, EHE y el Eurocódigo EC-2. También se utilizan los modelos B3 de Bazant y el GL2000 de Lockman y Gardner. El desarrollo de esta investigación requiere presentar varios aspectos relacionados con el tema tratado: - Descripción general del HAC, sus componentes y algunas características del hormigón endurecido. - Descripción de los fenómenos de la retracción y fluencia, los factores que influyen sobre ellos, e investigaciones realizadas por diferentes autores sobre este tema en relación con el HAC. La primera parte de la investigación consiste en el análisis de los actuales modelos de estimación con especial énfasis sobre los parámetros necesarios en el cálculo, y un estudio sobre la base de datos, que incluye la dosificación de las mezclas, sus propiedades mecánicas en el estado fresco. La base de datos de retracción recoge los resultados de 25 referencias, con un total de 123 ensayos, de los cuales 93 son HAC y 30 de HC. La base de datos de fluencia incluye 11 referencias con un total de 46 ensayos, de los cuales 35 son de HAC y 11 de HC. Los resultados de la investigación incluyen los valores calculados de la retracción y fluencia de las mezclas de HAC y HC de la base de datos. En el cálculo de las deformaciones se utilizan los parámetros específicos de cada mezcla y las condiciones de ensayo indicadas en la referencia correspondiente. El análisis de los resultados se hace por separado para la retracción y la fluencia, y consiste en comparar los valores estimados de retracción y fluencia con los resultados experimentales utilizando varios métodos estadísticos, con el fin de evaluar si los modelos actuales son adecuados para estimar las deformaciones del HAC. Como conclusiones se determina que no existe la necesidad de modificar los modelos actuales de cálculo de la fluencia y retracción para su aplicación al HAC, pero hay que tener en cuenta que la precisión de dichos modelos en estimar la retracción, y especialmente la fluencia, es bastante limitada. En el caso de la retracción, los modelos ACI 209, B3, y EC-2 estiman mejor la retracción que los modelos CEB-FIP 90, GL2000, y EHE. En el caso de la fluencia, los modelos EHE, GL2000, B3 y CEB-FIP 90 son los que mejor estiman la fluencia, mientras que el ACI 209 y el EC-2 son los menos precisos. Self-compacting concrete, SCC, is composed of the same components as conventional vibrated concrete, however, there is a clear difference in the final composition of the mixture. In comparison with conventional concrete, SCC contains a high volume of additions, the paste volume is larger, the superplasticizers content is high, and the maximum diameter of the gravel is smaller. These modifications in the composition of the mixture affect the behavior of the concrete in its hardened state, including the shrinkage and creep deformations. It is of general acceptance that concrete with a higher paste volume undergoes larger creep and shrinkage deformations. One of the main objectives of this study is to create an extensive database of SCC and CC shrinkage and creep results which will permit a broader statistical analysis of the results in order to study the behavior of SCC and evaluate the overall applicability of the actual estimating models to SCC. The following predictions models are used to calculate the strains: CEB-FIP 1990, EHE, ACI 209, B3, GL2000 and EC-2. As part of the investigation, various aspects related to the shrinkage and creep of concrete are presented. These include: - General description of SCC, its components, and characteristics in the hardened state. - An overview of shrinkage and creep, description of the factors affecting these phenomena, and of various published investigations related to shrinkage and creep of SCC. The first part of this work includes analysis of the different estimating models, with a special emphasis on the parameters involved, and an analysis of different aspects related to the database. The shrinkage database includes results from 25 references, xiiwith a total of 123 experiments, 93 of which are SCC and 30 CC. The creep database includes results from 11 references with a total of 46 experiments, 35 of which are SCC and 11 CC. Various aspects related to the composition of the mixtures, the hardened characteristics of the concrete, and its fresh state properties are compared and presented. The results of the study consist of the calculated values for the shrinkage and creep strains of the SCC and CC mixtures included in the database. The specific characterization parameters for each concrete mixture are used to calculate the shrinkage strains applying the different estimation models. The result analysis is done separately for shrinkage and creep, and includes the application of various statistical methods which to compare the estimated values with the experimental results. The applicability of these models for estimating the deformations of SCC is evaluated. From the results obtained it can be concluded that there is no need to modify the actual shrinkage and creep models for their application to SCC. However, in should be considered that the precision of these models in estimated the shrinkage strains, and, especially the creep strains, is rather limited. In the case of shrinkage, the ACI 209, B3, and EC-2, estimate the strains better than the CEB-FIP 90, GL2000, and EHE models. For creep, the EHE, GL2000, B3 and CEB-FIP 90 estimate the strain better than the ACI209 and EC-2 models.