ESTUDIO DE PROPIEDADES MECÁNICAS DE HORMIGÓN LIVIANO MEDIANTE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS

FEDERICO GIURICH; TERESA MARÍA PIQUÉ; FELIPE LOPEZ RIVAROLA

La Plata

Jornada; JJI tecnología del cemento y el hormigón en Argentina; 2019

LEMIT

Los hormigones livianos se caracterizan por su densidad reducida frente a los hormigones de densidad normal, lo que los hace propicios para aplicaciones donde se requieren una baja carga permanente y una baja conductividad térmica. La utilización de poliestireno expandido (EPS) como agregado para la producción de hormigón es favorable para lograr un material con esas características, pero al mismo tiempo reduce su resistencia. El EPS está formado aproximadamente por 98% de volumen de aire, lo que genera un material de densidad alrededor de 12-16 kg/m³ y de bajas propiedades mecánicas. En la Figura 1, a partir de resistencias a compresión a 28 días de mezclas con distintos volúmenes de EPS consultadas en bibliografía existente, se observa la tendencia a la disminución de la resistencia a medida que se incrementa el volumen de EPS [1]. Además, se observa que para un mismo volumen de EPS, la resistencia puede ser diferente, debido a la variabilidad introducida por los materiales y dosificaciones de cada trabajo. Por lo tanto, es posible trabajar sobre la calidad de la matriz para revertir parcialmente la pérdida de la resistencia causada por el EPS [2]. En este trabajo, se evaluó la incorporación de nanosílice como forma de reforzar la matriz, considerando en simultáneo a los demás parámetros que influyen sobre su resistencia.Una vez conocido el modo en que los materiales afectan a la resistencia, se procedió a hacer una modelación del hormigón liviano sometido a una carga de compresión mediante el método de elementos finitos (MEF). Este método numérico puede utilizarse para el análisis de estructuras sometidas a una condición de cargas. La idealización del problema físico se hace con modelos matemáticos de representación del problema físico (en este caso, del comportamiento mecánico de los materiales), de los cuales surgen las ecuaciones diferenciales que gobiernan al modelo. El cuerpo constituyente del problema es modelado a partir de un ensamblaje finito de pequeñas partes llamadas elementos, los cuales en su conjunto conforman la malla del cuerpo. Sobre los nodos de sus elementos, el MEF establece y resuelve las ecuaciones diferenciales.