R. Zerbino

Fracture and failure of thermally damaged concrete under tensile loading

Concrete is a brittle composite material where the failure mechanism is closely related to the initiation and propagation of cracks. The presence of microcracks and other defects in concrete allows, unlike in the case of an ideal brittle material, the existence of a failure process that includes the branching and bifurcation of the cracks, which gives rise to the appearance of an inelastic behavior and then to a higher energy consumption during failure and an extension of the zone in which fracture takes place. This work studies the failure behavior of damaged concretes in tension and compares the behavior of concrete of different strength levels and component materials when adopting temperature as the damaging tool. Two water/cement ratios, two types of coarse aggregates and the incorporation of natural pozzolans are included as variables. As a way to evaluate the damage produced in the internal structure of concrete, the dynamic modulus of elasticity was measured on each specimen. Measures of strength, deformability, and fracture energy determined over notched prisms are reported. In a complementary way, the results of compression tests (strength, static modulus of elasticity, and Poisson ratio) over cylindrical specimens are included.RésuméLe béton est un matériau composite fragile dans lequel le mécanisme de rupture est étroitement lié à un processus de formation et de propagation des fissures. La présence de microfissures et autres défauts dans le béton conduit, contrairement à ce qui se passe pour un matériau fragile idéal, à lexistence dun processus de rupture qui comprend ramification et bifurcation des fissures, ce qui donne lieu à lapparition dun comportement inélastique; ceci entraîne une plus grande consommation dénergie pendant la rupture ainsi quune extension de la zone dans laquelle sest produite la fracture. Dans ce travail, on étudie le mécanisme de rupture de bétons endommagés sous des sollicitations de traction. On a adopté la température comme instrument dendommagement en comparant le comportement de bétons ayant des résistances ainsi que des matériaux constitutifs différents. Les variables sont deux rapports eau/ciment différents, deux types de gros granulats et lincorporation dune pouzzolane naturelle. Afin dévaluer les dommages produits dans la structure inteme du béton, le module délasticité dynamique a été mesuré dans chaque éprouvette. La résistance, la déformabilité et lénergie de fracture se mesurent à laide déprouvettes prismatiques entaillées. À titre complémentaire sont rapportés les résultats de tests de compression obtenus avec des cylindres (résistance, module délasticité statique et coefficient de Poisson).

Estudio comparativo de la orientación del refuerzo en losas de hormigón autocompactante reforzado con fibras poliméricas y de acero

Diversos trabajos han analizado los factores que modifican la orientacion de las fibras cuando se incorporan al hormigon autocompactante, entre los que se destacan el efecto pared y la velocidad de flujo. Como consecuencia se puede producir una respuesta anisotropica en los elementos estructurales que depende de la forma de vertido y de la geometria de los mismos. Este trabajo analiza la orientacion de las fibras y sus efectos sobre las propiedades mecanicas en losas rectangulares de 1800 mm de largo, 925 mm de ancho y 100 mm de altura que fueron moldeadas con 4 hormigones autocompactantes que incorporan diferentes tipos de fibras de acero y macrofibras polimericas, todos elaborados a partir de un mismo hormigon de base. De cada losa se aserraron 18 prismas de 550 mm de largo en direcciones normal y perpendicular a la direccion que luego se ensayaron de acuerdo a lo establecido en la norma EN 14651. Finalizados los mismos se realizo un conteo de la densidad de fibras en las superficies de fractura. Como referencia tambien se realizaron ensayos similares sobre prismas de 150 x 100 x 600 mm y ensayos de compresion sobre cubos. Los resultados obtenidos ponen en evidencia el efecto del tipo de fibra y el grado de variabilidad que puede ocurrir en este tipo de elementos estructurales. DOI:http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5496