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INTRODUCCIÓN
El uso de técnicas de reforzamiento y
restauración estructural constituye uno
de los fundamentos básicos dentro del
mantenimiento de una obra civil. Actual-
mente, los materiales compuestos FRCM
(fabric reinforced cementitious matrix)
producidos a base de tejidos y una matriz
cementicia emergen como una nueva cla-
se de material para el reforzamiento es-
tructural y como un potencial sustituto de
los tradicionales materiales compuestos
FRP (bre reinforced polymer) (1). Un
material compuesto es aquel que está for-
mado por dos o más fases o constituyen-
tes que actúan de manera conjunta y soli-
daria (2). En este contexto, los materiales
FRCM están constituidos por una matriz
de aglomerante cementicioreforzada con
una malla o tejido de bras naturales, mi-
nerales o sintéticas (1). Una de las venta-
jas de los materiales compuestos FRCM
es su fácil uso y aplicación, que ocasiona
una mínima alteración arquitectónica en
las edicaciones (3). Este tipo de siste-
mas de reforzamiento debe garantizar un
comportamiento mecánico satisfactorio
y cumplir con rigurosos estándares y es-
pecicaciones para que puedan ser acep-
tados o recomendados en los códigos de
construcción (1,4).
Generalmente, los tejidos de refuerzo
usados en los materiales FRCM son pro-
ducidos con bras de carbono, vidrio re-
sistente a los álcalis (AR) o de polímeros:
polipropileno (PP), polietileno (PE) o al-
cohol polivinílico (PVA) (5). Sin embar-
go, las nuevas investigaciones se orientan
hacia el uso de tejidos de bras naturales
en su producción, lo que ha contribuido a
mejorar la ductilidad de los sistemas de re-
fuerzo y a dar sostenibilidad a este tipo de
materiales (6). Ecuador cuenta con diver-
sas especies de bras vegetales (por ejem-
plo: abacá, sisal —cabuya—, coco, etc.)
que han sido utilizadas principalmente en
la producción textil y artesanal (7); por
lo que estudiar sus posibles usos en la in-
dustria de la construcción impulsaría este
sector económico-productivo. Sin embargo, uno de los prin-
cipales retos que se presentan al usar tejidos de bras natu-
rales en sistemas FRCM es garantizar una unión adecuada
entre el tejido y la matriz y entre la matriz y el sustrato (6,8).
El objetivo de este trabajo fue el desarrollo de un material
compuesto FRCM producido con tejidos de bras de sisal
para el reforzamiento de elementos de hormigón armado.
Adicionalmente se mejoró la adherencia entre el sistema de
refuerzo y el material de sustrato. Para esto, se llevaron a
cabo pruebas de exión en vigas y compresión excéntrica
en columnas, y se consideraron varios métodos de aplica-
ción del sistema compuesto sobre el hormigón.
MATERIALES Y MÉTODOS
Caracterización de los materiales
Para producir los materiales compuestos FRCM se usó
una matriz de mortero de cemento Portland de la empre-
sa Cemento Chimborazo y arena de río de la mina Pe-
nipe (ubicadas en la provincia de Chimborazo), en una
dosicación de 1 : 1,10 (una parte de cemento y 1,10
partes de arena), de acuerdo a las recomendaciones de
la norma INEN-1806 (9). La relación a/c (agua/cemen-
to) usada en la preparación del mortero fue igual a 0,47;
y se incorporó a la mezcla un aditivo plasticante Sika
BV40, en la proporción recomendada por el fabricante.
Los tejidos de bras de sisal fueron obtenidos de los
sacos de cabuya que se comercializan en los mercados
de la ciudad de Riobamba para el trasporte de productos
agrícolas. Para combatir el envejecimiento prematuro
de las bras, las muestras de tejidos fueron impregna-
das con resina poliéster Cristalan 859 producida por
Andercol, siguiendo las recomendaciones presentadas
por Menna et al. (10). En la tabla 1, se presentan los
resultados de las propiedades físicas y mecánicas de los
tejidos de sisal estudiados.
Las propiedades mecánicas de las muestras de materiales
compuestos FRCM se estudiaron mediante pruebas de
tracción y de exión, de acuerdo a procedimientos descri-
tos por Cevallos (11). Las muestras se elaboraron usando
una técnica de moldeo a mano y con tres capas (layers)
de tejidos de sisal impregnados con resina poliéster, mis-
mos que se orientaron con sus hilos longitudinales en
concordancia con el sentido logitudinal de las muestras
FRCM. En este estudio, se decidió el uso de tres capas de
tejido de refuerzo en función de los altos niveles de resis-
tencia a tracción que se desean alcanzar con el sistema de
reforzamiento. Las muestras de materiales compuestos
Cevallos, Almache, Tapia