Estudio del comportamiento mecánico de hormigones reforzados con materiales reciclados mediante un modelo mesoscópico

Abstract

El hormigón es un material compuesto constituido principalmente por agregado grueso, agregado fino, cemento y agua. Esta composición heterogénea genera un comportamiento estructural y un proceso de fisuración complejo en el material. Por lo tanto, los modelos numéricos que consideran el hormigón como un material homogéneo no es suficiente para establecer la relación precisa entre las características geométricas y las propiedades físicas con la respuesta macroscópica del material compuesto. En este estudio, se ha desarrollado un modelo bidimensional a escala mesoscópica para estudiar el comportamiento de los hormigones reforzados con materiales reciclados. Se ha analizado en particular, el reemplazo de diferentes porcentajes de áridos gruesos por caucho. El modelo discretiza las tres fases: el agregado, el caucho, la matriz de mortero y sus correspondientes zonas de transición interfacial. Para la implementación del modelo, se ha creado un algoritmo en Python que permite generar una distribución aleatoria de agregados circulares a partir de una curva de distribución de tamaños. Se ha empleado un modelo de plasticidad con daño disponible en la librería del código de análisis por el método de elementos finitos Abaqus/Explicit. Con el objetivo de analizar la variación de las propiedades mecánicas con la incorporación de caucho en el hormigón, se han simulado ensayos de compresión uniaxial. Los resultados obtenidos se han comparado con datos experimentales extraídos de la literatura.