Enasyo de flexion (tesis)

Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE UNA VIGA DE CONCRETO ARMADO, ENSAYADA A FLEXIÓN, REFORZADA CON BARRAS DE FIBRA DE CARBONO

Luis Rodolfo Rosales Guzmán Asesorado por el Ing. José Gabriel Ordóñez Morales

Guatemala, abril de 2008

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍAANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE UNA VIGA DE CONCRETO ARMADO, ENSAYADA A FLEXIÓN, REFORZADA CON BARRAS DE FIBRA DE CARBONO

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA POR:

LUIS RODOLFO ROSALES GUZMÁN ASESORADO POR EL ING. JOSE GABRIEL ORDÓÑEZ MORALES

AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, ABRIL DE 2008

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOSDE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA

NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO VOCAL I VOCAL II VOCAL III VOCAL IV VOCAL V SECRETARIA

Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos Inga. Glenda Patricia García Soria Inga. Alba Maritza Guerrero de López Ing. Miguel Ángel Dávila Calderón Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANOEXAMINADOR EXAMINADOR EXAMINADOR SECRETARIA

Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos Ing. Guillermo Francisco Melini Salguero Ing. Omar Enrique Medrano Méndez Ing. Claudio César Castañón Contreras Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, someto a su consideración mi trabajo degraduación titulado:

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE UNA VIGA DE CONCRETO ARMADO, ENSAYADA A FLEXIÓN, REFORZADA CON BARRAS DE FIBRA DE CARBONO,

tema que me fuera asignado por la Dirección de Escuela de Ingeniería Civil, el cinco de septiembre de 2006.

Luis Rodolfo Rosales Guzmán

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES GLOSARIO JUSTIFICACIÓN PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA RESUMENOBJETIVOS INTRODUCCIÓN

V VII XI XIII XV XVII XIX

1. BARRAS DE FIBRA DE CARBONO 1.1 Historia 1.2 Definiciones 1.3 Ensayos y control de calidad del sistema de refuerzo 1.3.1 Caracterización de fibras 1.3.2 Caracterización de la resina epóxica 1.3.3 Caracterización de las barras 1.3.3.1 Densidad 1.3.3.2 Porcentaje de volumen en fibra 1.3.3.2.1 Método de la disolución en ácido 1.3.3.2.2 Método directo1.3.3.3 Determinación de las propiedades mecánicas de tracción 1.3.3.3.1. Probeta de ensayo 1.3.3.3.2 Lengüetas de amarre 1.3.3.3.3 Procedimiento de ensayo 16 17 18 19 1 2 12 12 13 14 14 15 15 16

I

1.4 Propiedades 1.4.1 Físicas 1.4.2 Mecánicas 1.4.3 Químicas 1.5 Componentes del sistema de refuerzo con barras de fibra de carbono

20 20 20 21

23

2. APLICACIÓN DEL SISTEMA DE REFUERZO2.1 Preparación previa a aplicación del sistema de refuerzo 2.1.1 Evaluación de las características y propiedades requeridas por el sistema de refuerzo 2.1.2 Limpieza de la superficie de concreto 2.1.3 Espacio para colocación de barras 2.2 Secuencia de aplicación de los componentes del sistema de refuerzo 2.2.1 Imprimación epóxica 2.2.2 Colocación de barras 2.2.3 Recubrimiento epóxico final 29 29 3031 25 27 28 25

3. METODOLOGÍA 3.1 Investigación bibliográfica 3.2 Diseño del experimento 33 33

4. ELABORACIÓN DE VIGAS MUESTRA 4.1 Características de vigas de concreto armado 4.2 Características de vigas de concreto armado, reforzado con fibra de carbono 4.3 Materiales utilizados 4.4 Equipo utilizado 35 35 36 35

II

4.5 Dimensiones de las vigas 4.6 Diseño teórico estructural de lasvigas 4.7 Diseño de refuerzo con barras de fibra de carbono

36 37 39

5. ENSAYOS DE LABORATORIO 5.1 Métodos de ensayo 5.2 Estimación de cargas de ensayo 5.3 Procedimiento de ensayo 41 42 43

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS 6.1 Tabulación de resultados 6.2 Gráficas comparativas 6.3 Fallas por flexión 6.4 Discusión de los resultados 45 48 52 54

7. EXPERIENCIAS 7.1 Experiencias en Guatemala 7.2...