Modelo de Daño Escalar para Hormigón Afectado por Reacción Álcali Sílice

Abstract

La reacción álcalis sílice (RAS) es una reacción que se da entre los álcalis presentes en la pasta de cemento y la sílice reactiva de los agregados naturales. El producto de dicha reacción es un gel que se expande a través del tiempo provocando un proceso de micro fisuración que degrada paulatinamente el hormigón afectando la seguridad de la estructura a la cual pertenece.
En este trabajo se utiliza un modelo de daño macroscópico para simular la RAS. En dicho modelo se introduce una variable que mide el avance de la reacción mediante una ley cinética de primer orden.
Esta variable de reacción afecta la parte volumétrica de la energía libre asociada al comportamiento del material e induce una expansión adicional debido a la evolución del proceso de reacción. Bajo la hipótesis de saturación total, la evolución en el tiempo de la reacción depende sólo de la temperatura.
La degradación de las propiedades del material se tiene en cuenta mediante un modelo de daño bidisipativo que considera dos variables de daño escalar, una para tracción y otra para compresión.
El modelo se calibra en base a datos experimentales. Cuando el deterioro del hormigón implica un cambio pequeño en el valor de la resistencia máxima, lo cual depende del tipo de agregado presente en el hormigón, el modelo reproduce satisfactoriamente los resultados experimentales. Sin embargo, cuando la densidad de energía de fractura y la resistencia máxima disminuye considerablemente como consecuencia de la evolución de la reacción, el modelo ya no es capaz de reproducir tal situación.