Evolución de la Adherencia de Barras de Acero Corroidas Dentro del Hormigón

Abstract

Una de las causas de situaciones patológicas más importantes, en estructuras de hormigón armado, es la corrosión de sus armaduras metálicas, la cual se origina por distintos motivos, carbonatación del hormigón y/o ataque a las armaduras de acero por cloruros. Los efectos que produce
ésta corrosión son: pérdida de sección de las armaduras, fragilización del acero por presencia de hidrógeno, fisuración del hormigón y pérdida de cohesión entre el hormigón y el acero. Con relación a este último efecto, el mismo se pone de manifiesto por la progresiva pérdida de la tensión de adherencia en la interfase entre estos dos materiales.
En este trabajo se realiza la modelación numérica del fenómeno de adherencia entre el hormigón y el acero, utilizando el Método de los Elementos Finitos. El modelo numérico se basa en un modelo material no lineal, donde se representaron diferentes calidades de hormigón, utilizando distintas curvas Tensión-Deformación, en función de las propiedades mecánicas de cada calidad de hormigón, empleando las recomendaciones del Código Modelo CEB-FIP 90.
El modelo consiste de un bloque de hormigón, en el cual se ha embebido una barra de acero, modelada con corrugas, ubicada longitudinalmente, en el centro del lado menor de la sección. En el extremo libre de la barra, es decir, el que emerge de la masa del hormigón, fue aplicada una carga axial, que tiende a deslizarla hacia el exterior de la probeta (Ensayo tipo Pull-Out). Para representar los efectos de la corrosión sobre el hormigón, se modeló, una sección transversal en forma de anillo, que define la interfase entre el acero y la masa de hormigón sano. Para simular el efecto de la corrosión en el modelo, se ha variado el Módulo de Elasticidad del hormigón situado en éste anillo, determinándose un Módulo de Elasticidad Equivalente, hasta obtener la falla del modelo.
El ajuste de este modelo numérico se realizó en función de las tensiones de adherencia últimas, obtenidas experimentalmente, por otros autores.
Se determinó que la evolución de la pérdida de radio, respecto del Módulo de Elasticidad Equivalente posee una variación del tipo exponencial, donde se individualizan distintos tipos de comportamientos, que representa la disminución de la tensión de adherencia, provocando la merma de la capacidad resistente de la estructura de hormigón armado afectada.