Estudio del Comportamiento del Concreto Flexible Reforzado con Fibra Sintetica y Usos
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Granados Valderrama, Juan Miguel
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gruplac
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Universidad Santo Tomás
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Con el objetivo de optimizar el desempeño estructural y económico de las construcciones, y aprovechando los avances en la tecnología de materiales, la Universidad Santo Tomás ha lanzado el proyecto de investigación del semillero investigación en avances de la construcción, “SIAC”. Este proyecto tiene como principal objetivo estudiar el comportamiento y la aplicación de fibras sintéticas en el concreto, evaluando su impacto en las propiedades mecánicas y estructurales de los elementos. El propósito es identificar soluciones que contribuyan a mejorar la durabilidad, reducir los costos y acortar los plazos de ejecución en las obras.
El proyecto surge con la premisa de avanzar en el diseño y construcción de edificaciones más eficientes, reduciendo tanto el peso como las dimensiones de los elementos estructurales, lo que permitiría ahorrar espacio y costos. Después de un análisis preliminar y la revisión de estudios internacionales que destacaban los beneficios del uso de fibras sintéticas en estructuras como túneles y pavimentos, se decidió explorar su potencial como refuerzo estructural para edificaciones habitacionales. Aunque este material no había sido utilizado previamente en este tipo de estructuras, se optó por desarrollar un diseño experimental basado en investigaciones previas, particularmente en colaboración con la Universidad de Michigan, pionera en la implementación de fibras sintéticas en concreto. Bajo la dirección del Dr. Víctor Lee, investigador de dicha universidad, se desarrollaron hipótesis iniciales y se comenzó con la caracterización de los materiales para la elaboración de las mezclas. Cuatro diferentes diseños de mezcla fueron elaborados por los estudiantes, con la supervisión de docentes y laboratoristas de la universidad, asegurando el cumplimiento de las normativas técnicas pertinentes para obtener resultados precisos. Las mezclas variaron en la cantidad de fibra añadida, comenzando con una mezcla de referencia sin fibra y posteriormente incorporando cantidades de 4, 8 y 12 kg/m³ de fibra sintética, con el objetivo de evaluar la influencia de estas variaciones en las propiedades mecánicas del concreto a través de ensayos específicos. Los resultados obtenidos permitieron confirmar la hipótesis de que la incorporación de fibras sintéticas puede mejorar las características del concreto, posibilitando la reducción de secciones y peso de los elementos estructurales sin comprometer el cumplimiento de las normativas de diseño establecidas en la NSR-10, se evidenció adicionalmente que se puede disminuir el riesgo de fisuración en el concreto, permitiendo una mayor durabilidad al material, esto debido a que patologías comunes en ciertas estructuras que están expuestas a ambientes más hostiles como de mayor salinidad o en constate contacto con agua como lo son la socavación o la corrosión del acero ya no serán tan recurrentes, este enfoque contribuye también a la reducción de costos totales en el proyecto, demostrando la viabilidad técnica y económica de utilizar fibras sintéticas en la construcción de edificaciones habitacionales.
Abstract
To optimize the structural and economic performance of constructions, and leveraging advancements in material technology, Universidad Santo Tomás has launched the research project “SIAC.” This project primarily aims to study the behavior and application of synthetic fibers in concrete, evaluating their impact on the mechanical and structural properties of elements. The goal is to identify solutions that improve durability, reduce costs, and shorten execution times in construction projects. The project was initiated with the premise of advancing the design and construction of more efficient buildings, reducing both the weight and dimensions of structural elements, which would save space and costs. After a preliminary analysis and a review of international studies highlighting the benefits of using synthetic fibers in structures such as tunnels and pavements, the team decided to explore their potential as structural reinforcement for residential buildings. Although this material had not been previously used in such structures, the decision was made to develop an experimental design based on prior research, particularly in collaboration with the University of Michigan, a pioneer in the implementation of synthetic fibers in concrete. Under the direction of Dr. Victor Lee, a researcher at the university, initial hypotheses were developed, and material characterization began for mix preparation. Four different mix designs were created by students under the supervision of university faculty and laboratory technicians, ensuring compliance with relevant technical standards to obtain precise results. The mixes varied in the amount of fiber added, starting with a reference mix without fiber and then incorporating 4, 8, and 12 kg/m³ of synthetic fiber to evaluate the influence of these variations on the mechanical properties of concrete through specific tests. The results obtained confirmed the hypothesis that incorporating synthetic fibers can enhance the characteristics of concrete, allowing for reduced cross-sections and lighter structural elements without compromising compliance with the design standards established in the NSR-10. Furthermore, this approach contributes to reducing total project costs, demonstrating the technical and economic feasibility of using synthetic fibers in the construction of residential buildings.
Idioma
spa
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Citación
Granados Valderrama, J. M. (2024). Estudio del Comportamiento del Concreto Flexible Reforzado con Fibra Sintetica y Usos. [Trabajo de
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