Incremento de la resistencia a la flexión del hormigón reforzado con viruta de acero AISI 4140

Abstract

El estudio "Incremento de la resistencia a la flexión del hormigón reforzado con viruta de acero AISI 4140" investiga el efecto del porcentaje y grosor de virutas metálicas en la resistencia a la flexión del concreto reforzado. Se empleó un enfoque metodológico mixto, combinando métodos cuantitativos y cualitativos. El componente cuantitativo se enfocó en la recolección de datos numéricos para probar hipótesis y descubrir patrones mediante análisis estadístico, mientras que el enfoque cualitativo permitió una comprensión más profunda del fenómeno estudiado mediante observaciones y análisis. A través de ensayos de flexión realizadas a muestras de concreto con virutas de diferentes grosores: 1,0; 1,5; 2,0 y 2,5 mm, y diferentes porcentajes de viruta: 0 %, 15 %, 25 % y 50 %, se realizó un análisis de factor de dos niveles para estudiar el efecto de los grosores de las virutas y sus porcentajes en la resistencia a la flexión. De los ensayos experimentales se observó un aumento significativo en la resistencia a la flexión al aumentar tanto el porcentaje como el grosor de las virutas metálicas, correlacionado a su vez con la densidad del concreto. Estudios numéricos realizados mediante el Método de Elementos Finitos utilizando Calculix® mostraron que el concreto reforzado con viruta puede ser simulado como un material elástico isótropo, donde el módulo de Young puede suponerse igual al módulo de flexión, excepto en la zona de fisuración del concreto, donde su comportamiento no es lineal. Se compararon los hallazgos con estudios previos, resaltando nuevos hallazgos en los efectos observados en la fisuración debido a la forma de las virutas metálicas. El análisis de fractura y resistencia a la flexión reveló un incremento en la carga máxima aplicada y el módulo de ruptura, aunque se observaron excepciones en muestras específicas. El análisis de varianza confirmó la influencia significativa del porcentaje y grosor de las virutas en la resistencia a la flexión del concreto reforzado, destacando una posible interacción sinérgica entre estos factores. Estos resultados tienen implicaciones importantes para el diseño y la ingeniería de estructuras de concreto reforzado, proporcionando una base sólida para futuras investigaciones en este campo.