Monitoreo de fractura en vigas compuestas encapsuladas de acero y hormigón reforzado con fibras de acero (SFRC) mediante correlación de imágenes digitales (DIC) bajo carga estática

Resumen

Este estudio presenta una investigación experimental sobre el comportamiento a la fractura de vigas compuestas de acero reforzado con fibra de acero (SFRC) y acero revestido a escala real. Se ensayaron seis vigas bajo flexión en tres puntos, incluyendo configuraciones de flexión positiva y negativa. Una muestra de cada configuración se sometió a una carga sostenida del 40% de su capacidad última para evaluar el fenómeno de fisuración por fluencia. La deformación en campo completo y la evolución de las fisuras se monitorizaron mediante un sistema de Correlación Digital de Imágenes (DIC) junto con instrumentación convencional. El sistema DIC permitió el seguimiento de alta resolución de la localización de la deformación, el desplazamiento de la apertura de fisura y el espaciamiento de las fisuras en una región central de 660 mm. Los resultados muestran que el SFRC controló eficazmente la propagación de fisuras y retrasó el aplastamiento del hormigón tanto bajo carga estática como sostenida. Las vigas en flexión positiva mostraron agrietamiento distribuido y mayor ductilidad, mientras que las configuraciones en flexión negativa desarrollaron fisuras dominantes con apertura localizada. La carga sostenida provocó reducciones moderadas en la capacidad máxima (2-3 %) y ligeros aumentos en la profundidad y apertura de las fisuras, donde el DIC reveló una redistribución de la deformación y una ramificación de fisuras que no se detectan con sensores tradicionales. La capa superior de SFRC de todas las vigas presentó deformaciones de hasta el 1% sin signos de aplastamiento, y no se desprendió, manteniendo su resistencia a la compresión durante todo el ensayo. Estos resultados confirman la eficacia del modelo de compresión para SFRC descrito en el Anexo L del Eurocódigo 2 a escala estructural.