Abstract
l hormigón es un material compuesto por agua, cemento, arena y grava de naturaleza altamente heterogénea. El resultado de la mezcla de estos componentes con propiedades tan diversas, dan como resultado un material con una estructura extraordinariamente variada a nivel multiescala, que abarca el nivel atómico, el nivel nanométrico (geles y poros de gel), nivel micrométrico (portlandita, otros hidratos y poros capilares, finos) y nivel milimétrico (arenas y áridos). Debido a esto, el hormigón es un material con una componente no-lineal importante y un comportamiento histerético acentuado, que no hacen posible la aplicación de elástica tradicional para poder describir de forma realista las deformaciones sufridas frente a una tensión aplicada. Es por ello que para poder modelar el comportamiento mecánico del hormigón es necesario contemplar, además, otros factores como los que incluye la ecuación (1) propuesta por diferentes autores para la determinación del módulo elástico dinámico K:
K(E, i) = K0 {1 - PE - 6E2 - a[􀀁E +E· sign(i)]}
donde K0 es el módulo lineal, 􀀁E es amplitud de la deformación, E es la variación de la deformación respecto al tiempo E= dE/dt , sign(i) es la función signo, que regula si el proceso es de carga o de relajación (sign(i) = 1 si E > O y sign(i) = -1 si E < 0). Los parámetros 􀀠 y lj son los coeficientes de no linealidad clásica y a es la medida de la histéresis del material. Ya que la histéresis del hormigón está directamente relacionada con la cantidad de heterogeneidades que alberga, es sabido que con el aumento de éstas debido a acciones externas (sobrecarga de uso, ciclos de hielo/deshielo, daño térmico ... ) el material experimenta una disminución de sus constantes elásticas (coeficiente de Poisson, módulo elástico ... ) y aumento de su histéresis que implica una mayor diferencia entre la rama de ascenso de carga y la de relajación.
En este trabajo se evalúa el daño producido por un ataque térmico (calentamiento) en probetas de mortero normalizado mediante la técnica NIRAS (Non-linear lmpact Resonance Acoustic Spectroscopy). Esta técnica permite evaluar la histéresis de un material analizando la variación de la frecuencia fundamental de vibración de un elemento en función de la amplitud de excitación aplicada durante el ensayo. Para ello se ha utilizado un acelerómetro piezoeléctrico, un martillo instrumentado ubicado sobre un eje que permite diferentes niveles de energía de impacto, un acondicionador de señal que polariza la señal recibida y un equipo de adquisición de datos. El material a evaluar fue un mortero normalizado (probetas de dimensiones 40 x 40 x 160 mm3) de relación agua/cemento 0.5 y relación cemento/arena de 1/3. Para su curado, los especímenes se almacenaron en cámara húmeda a 20 2 C y 100% H.R. durante 60 días. Posteriormente, se sometieron a varias temperaturas en el intervalo 100-5002( durante 3 horas. Se realizaron medidas de módulo dinámico por medio de ensayos clásicos de tipo lineal (ASTM, C 215-14), observándose un decremento desde los 31 GPa a 20 2c a los 11 GPa después de ser sometido a 500 2 C (descenso del 64 %), viéndose reducida la rigidez del material de forma notable. Sin embargo, en el análisis del parámetro histerético se 9
obtuvieron resultados muy interesantes, puesto que dicho parámetro aumentó de 4.07 · 10·9 20ºC hasta 1.50 · 10·7 a 50ºC(, implicando una variación del 3600 %.
