El Centro de Innovación del Hormigón UC ha lanzado su primer reporte técnico, titulado "Capacidad a Corte del Hormigón Liviano mediante Ensayos de Corte Directo", un documento que permitirá mayor vinculación entre los avances de la academia y la industria.

Este reporte es el resultado del trabajo desarrollado por Karla Patiño Mora, estudiante de doctorado en Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile (UC), en colaboración con José Carlos Remesar, del Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica UC, y bajo la supervisión de Rosita Jünemann y Hernán Santa María, ambos del mismo departamento y vinculados al Centro de Innovación del Hormigón UC.

La investigación se llevó a cabo como parte de los estudios de doctorado de la primera autora y fue financiada mediante dos Fondos Semilla otorgados por el Centro de Innovación del Hormigón UC en 2022 y 2023. El trabajo contó también con el valioso apoyo de MELÓN, que donó el cemento, y SIKA, que contribuyó con aditivos. El programa experimental fue realizado en los laboratorios del Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica UC, y el Departamento de Ingeniería y Gestión de la Construcción UC.

Reportaje: ¿Qué es el hormigón liviano? Principales desafíos, ventajas y oportunidades.

Fundamento del Reporte Técnico

El hormigón liviano se presenta como una alternativa prometedora en la ingeniería estructural gracias a su baja densidad, lo que convierte a este tipo de hormigón en una opción atractiva para reducir la masa de las estructuras y las demandas sísmicas. Además, el hormigón liviano se destaca por su buen aislamiento térmico, alta resistencia al fuego y durabilidad. Sin embargo, el conocimiento sobre las propiedades mecánicas del hormigón liviano (HL) es más limitado en comparación con el hormigón de peso normal (HN), generando mayor incertidumbre, especialmente debido al tipo de agregado utilizado en las mezclas. Diversos autores han destacado que factores como las propiedades de los agregados, la relación agua-cemento, la tasa de carga, el porcentaje de poros, la forma y la microestructura influyen significativamente en las propiedades mecánicas del HL.

De acuerdo con el presente Reporte Técnico, la mayoría de las disposiciones actuales de diseño de corte del hormigón liviano (HL) se desarrollaron en la década de 1960, cuando se descubrió que el HL tenía una menor resistencia al corte, lo que llevó a la implementación de un factor de modificación 𝜆 para reducir su capacidad a corte con respecto al hormigón de peso normal. Esta menor resistencia al corte se atribuye a una menor resistencia a la rotura y al agrietamiento a través de los agregados.

La resistencia al corte del hormigón se ha determinado tradicionalmente mediante ensayos de corte indirecto en vigas con o sin refuerzo transversal de corte. Sin embargo, predecir el corte en vigas es complejo debido a la variación en la deformación longitudinal, la distribución no uniforme de la armadura y los estados de esfuerzo en puntos de carga y apoyo.

Otra metodología para determinar la resistencia al corte del hormigón es a través de ensayos de corte directo, como los propuestos por la Sociedad Japonesa de Ingenieros Civiles (JSCE), donde la carga se aplica directamente en la dirección de corte sobre una superficie de ruptura predeterminada. Este método ofrece una medición más precisa y es más simple que el ensayo de corte indirecto.

En este contexto, el proyecto propone una campaña experimental con especímenes de HL utilizando vidrio expandido y especímenes análogos de HN con resistencias características a la compresión de 30 y 40 MPa. Estos especímenes serán sometidos a ensayos de corte directo para comparar las resistencias a corte obtenidas entre hormigón liviano y hormigón de peso normal, comparar la resistencia a corte obtenida con las ecuaciones analíticas propuestas por normativas de diseño, y evaluar la eficacia del factor de modificación 𝜆 propuesto por el ACI-318 para predecir la capacidad a corte del HL.

Este reporte técnico constituye una contribución significativa al entendimiento del comportamiento del hormigón liviano en estructuras, ofreciendo una base sólida para futuras investigaciones y aplicaciones prácticas en el campo de la ingeniería estructural. Si desea mayor información, puede leer el Reporte Técnico en Recursos de nuestro sitio web.

Autora: Valeria F. Moraga D.