Evaluación de la resistencia mecánica del concreto sometido a altas temperaturas por incidencia del fuego directo

Abstract

La presente investigación estudia el efecto de la incidencia del fuego directo en un concreto convencional; usando cemento Portland tipo I, relaciones agua-cemento de 0.60, 0.65 y 0.70 y cantidades de agua que garanticen la óptima trabajabilidad. El diseño del concreto se ha basado en el Peso Unitario Compactado Máximo de la combinación de los agregados, obteniéndose concretos de mediana resistencia y de una consistencia entre 3 a 4 pulgadas. Para evaluar y medir la temperatura se ha usado por primera vez un termómetro Infrarrojo Digital que registra la temperatura con buena precisión y en tiempo real prácticamente de cualquier superficie. Para aislar el calor y garantizar la homogeneidad de la temperatura en el proceso de quemado de las muestras se ha diseñado y construido, especialmente para este estudio, un horno de forma cilíndrica con capacidad por tanda de ensayo de hasta 15 muestras de 4” x 8” o 6 muestras de 6”x12” de tamaño. El uso de la madera reciclada como material combustible ha permitido que la investigación minimice el impacto hacia el medio ambiente. Se ha desarrollado un concreto Patrón (CPO) para las tres relaciones agua-cemento y se han comparado sus propiedades con muestras sometidas al fuego directo en tiempos de exposición de 1, 2 y 3 horas para las tres relaciones a/c. Todos los ensayos han sido prácticamente sometidos a la misma curva de temperatura permitiendo hacer una comparación más certera de las propiedades en base a una curva promedio de temperatura para todo el estudio. Es así que se ha logrado evaluar la pérdida de masa, la pérdida de la resistencia en compresión, tracción y del módulo elástico, la variación del comportamiento elástico del concreto, la relación Tracción- Compresión, la influencia del tamaño de la muestra (probeta) en la resistencia a compresión y en la pérdida de masa, las temperatura alcanzadas y su evolución en el tiempo. Finalmente se presentan gráficos del efecto del fuego directo al comportamiento lineal del concreto mostrados en las curvas esfuerzo- deformación, adicionalmente se adjunta todos los datos de los ensayos y la hoja técnica del Termómetro Infrarrojo digital.