Comparative bond pullout performance of CFRP and steel reinforcing bars in concrete at elevated temperature
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2010
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Abstract
La aparición de novedosos elementos estructurales han emergido utilizando hormigón de alto desempeño, auto-compactante y con fibras, HPSCC (por sus siglas en ingles) reforzados con barras de alta resistencia, livianas y con alta resistencia a la corrosión. Ejemplo de lo anterior son paneles prefabricados de HPSCC, pretensados con barras de polímero reforzado con fibras de carbono, CFRP (por sus siglas en ingles), usados como elementos estructurales perimetrales en edificios. Al igual que para otros elementos estructurales de un edificio, el comportamiento de estos novedosos elementos debe ser estudiado y analizado antes de que puedan ser usados con confianza. Particularmente, el efecto de las altas temperaturas en la adherencia de las barras de CFRP con el hormigón, fenómeno que aún no se conoce en detalle. Este proyecto examina el desempeño de estos elementos, bajo condiciones de incendio, poniendo particular énfasis en el efecto de las altas temperaturas en la adherencia de las barras de CFRP con el HPSCC y realizando un análisis comparativo con barras de acero.
Este trabajo presenta los resultados de ensayos de extracción en barras de CFRP y acero embebidas en cilindros de hormigón sometidos a altas temperaturas, ensayos de las propiedades mecánicas y térmicas de las barras de CFRP y acero, así como del hormigón. También se presentan los resultados de ensayos a escala real de a altas temperaturas. Un modelo de transferencia de calor fue desarrollado con el objetivo de predecir las temperaturas en las probetas sometidas a los ensayos de extracción a altas temperaturas. También se desarrolló un modelo para predecir la aparición de grietas longitudinales observadas en los ensayos a escala real ejecutados. En el proyecto se propuso que la degradación de la adherencia entre las barras de CFRP y el HPSCC, a altas temperaturas, está regida por la degradación de la resina epóxica, componente fundamental de las barras de CFRP. A partir de los resultados de los ensayos de extracción, se encontró una relación entre la temperatura a la cual se produce la falla de la adherencia y la tensión a la que es sometida la barra durante el ensayo.
Este trabajo presenta los resultados de ensayos de extracción en barras de CFRP y acero embebidas en cilindros de hormigón sometidos a altas temperaturas, ensayos de las propiedades mecánicas y térmicas de las barras de CFRP y acero, así como del hormigón. También se presentan los resultados de ensayos a escala real de a altas temperaturas. Un modelo de transferencia de calor fue desarrollado con el objetivo de predecir las temperaturas en las probetas sometidas a los ensayos de extracción a altas temperaturas. También se desarrolló un modelo para predecir la aparición de grietas longitudinales observadas en los ensayos a escala real ejecutados. En el proyecto se propuso que la degradación de la adherencia entre las barras de CFRP y el HPSCC, a altas temperaturas, está regida por la degradación de la resina epóxica, componente fundamental de las barras de CFRP. A partir de los resultados de los ensayos de extracción, se encontró una relación entre la temperatura a la cual se produce la falla de la adherencia y la tensión a la que es sometida la barra durante el ensayo.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2010