Evaluación del efecto del espesor en paneles de hormigón reforzado con fibras y propuesta de expresión correctiva para la capacidad de absorción

Abstract

La capacidad del hormigón para absorber energía es un parámetro esencial en el diseño de estructuras subterráneas, pues permite evaluar su comportamiento frente a deformaciones extremas. Esta propiedad se ha mejorado con el uso de fibras, lo que ha llevado al desarrollo de normas como la EN 14488-5 y las recomendaciones de la guía EFNARC, que establecen ensayos en paneles cuadrados de dimensiones estándar. Sin embargo, dichas normas no consideran el efecto del espesor del panel sobre la capacidad de absorción de energía, lo que puede distorsionar los resultados y fomentar malas prácticas en obra. Esta memoria tiene como objetivo analizar cómo varía la absorción de energía en función del espesor del panel reforzado con fibras sintéticas, utilizando el ensayo EN 14488-5. Para ello, se fabricaron paneles con espesores entre 100 mm y 115 mm, utilizando dos dosificaciones de fibra sintética: 4 kg/m³ y 6 kg/m³. Se analizaron los resultados obtenidos y se propusieron expresiones correctivas para normalizar los valores de absorción energética. Los resultados mostraron una relación directa entre el espesor y la capacidad de absorción, permitiendo generar ecuaciones que corrigen este efecto. Estas expresiones permiten mejorar la precisión de los ensayos y ofrecen una herramienta práctica para aplicar en obras que empleen hormigón reforzado con fibras, contribuyendo a un diseño más seguro y estandarizado.

The energy absorption capacity of concrete is a critical parameter in the design of underground support structures, as it reflects the material’s ability to withstand extreme deformation. This property has been significantly improved through the use of fiber reinforcement, leading to the development of international standards such as EN 14488-5 and the EFNARC guidelines, which prescribe tests using square panels of standardized dimensions. However, these standards do not account for the effect of panel thickness on energy absorption, which can result in misleading outcomes and poor construction practices when actual panel thickness deviates from the specified standard. This thesis aims to analyze how the energy absorption of fiber-reinforced concrete panels varies with panel thickness, using the EN 14488-5 test method. Panels with thicknesses ranging from 100 mm to 115 mm were fabricated and tested, using two fiber dosages: 4 kg/m³ and 6 kg/m³. Based on the experimental results, corrective expressions were proposed to normalize the absorbed energy values. The findings confirmed a direct correlation between panel thickness and energy absorption capacity. The proposed equations improve the accuracy of test interpretations and provide a practical tool for on-site applications using fiber-reinforced concrete, contributing to safer and more standardized structural design in underground construction.