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III Jornada “Tecnología del hormigón. Pasado, presente y futuro”. Murcia 5 de marzo de 2014

“RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS HORMIGONES DE ALTAS PRESTACIONES ”

Carlos Rodríguez López.Área de Materiales del Centro Tecnológico de la Construcción Región de Murcia

INDICE

1.- PRESENTACIÓN CTCON

2 INTRODUCCIÓN2.- INTRODUCCIÓN

3.- NORMATIVA

4.- SOLUCIONES SPALLING

5.- EFECTO FIBRAS

6.- PROYECTO INVESTIGACIÓN

RESISTENCIA AL FUEGO DE LOS HORMIGONES DE ALTAS PRESTACIONES

OBJETIVO

CENTRO TECNOLOGÍCO DE LA CENTRO TECNOLOGÍCO DE LA CONSTRUCCIÓN REGIÓN DE MURCIACONSTRUCCIÓN REGIÓN DE MURCIA

OBJETIVO Hacer nuestro sector más competitivo mediante el desarrollo de proyectos deI+D+i con empresas, otros centros de I+D y dar servicios a las empresas dealto valor añadido.

ÁREAS DE INVESTIGACIÓN

-ENERGÍA Y ACÚSTICA1.- PRESENTACIÓN CTCON

-TIC´S

-MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. HORMIGONES

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA •HORMIGONES•MEZCLAS BITUMINOSAS•MORTEROS•APLICACIÓN DE NANOMATERIALESETC

3. NORMATIVA


•ETC.

DEPARTAMENTOS DE APOYO

OTRI Y BIBLIOTECA

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO -OTRI Y BIBLIOTECA-FORMACIÓN-LABORATORIOS

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. HORMIGÓN CONVENCIONAL

Algunas ventajas:

• Tiene una elevada resistencia al fuego.

No produce humo ni gases tóxicos1.- PRESENTACIÓN CTCON • No produce humo ni gases tóxicos.

• Es fácil de reparar después de un incendio,

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA Es fácil de reparar después de un incendio,

• No se ve afectado por el agua utilizada para sofocar un incendio

3. NORMATIVA


un incendio.5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. HORMIGÓN CONVENCIONALPilar 750 mm . 3 horas expuesto curva normalizadaPilar 750 mm . 3 horas expuesto curva normalizada


2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA

1000961

3. NORMATIVA


961821691582432

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO 43230217343

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. HORMIGÓN CONVENCIONALInfluencia áridosInfluencia áridos


2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA3. NORMATIVA


5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. HORMIGÓN ALTA RESISTENCIA¿Qué ocurre en hormigones de alta resistencia?¿Qué ocurre en hormigones de alta resistencia?


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

Clase 1 55-70 MpaClase 2 70-80 MpaClase 3 80-90 Mpa

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. HORMIGÓN ALTA RESISTENCIA¿Por qué se comporta peor HAR? “Spalling explosivo”¿Por qué se comporta peor HAR? Spalling explosivoLas bajas porosidades y la baja conectividad de poros en la

pasta del cemento en hormigones de alta densidadhacen q e a altas temperat ras el apor de ag a de lahacen que a altas temperaturas, el vapor de agua de ladeshidratación del hormigón no se elimine fácilmente,favoreciendo el riesgo de explosión.


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. “SPALLING EXPLOSIVO”


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. “SPALLING EXPLOSIVO”Influenciado por:Influenciado por:• Contenido de humedad. Produce mas vapor y aumenta

la conductividad térmica calentamiento.

• Velocidad del incendio. Cuanto mas severo y/o rapidosea el incremento de las temperaturas más1.- PRESENTACIÓN CTCON sea el incremento de las temperaturas másprobabilidad.

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA • Resistencia del hormigón. Relación agua/cemento,permeabilidad.

3. NORMATIVA


• Áridos. Cuanto más grandes sean más riesgo dedesprendimiento. Los silíceos peor que los calizos.

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

• Recubrimientos. A mayor recubrimiento, másprobabilidad.

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. “SPALLING EXPLOSIVO”Influenciado por:Influenciado por:• Los elementos más estrechos son más susceptibles

porque se calientan antes. Pilares más susceptibles.


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. HORMIGÓN HAC y HUAR¿Ocurre en otros hormigones? “Spalling”¿Ocurre en otros hormigones? SpallingHormigones Autocompactantes


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


2 INTRODUCCIÓN. HORMIGÓN HAC y HUAR¿Ocurre en otros hormigones? “Spalling”¿Ocurre en otros hormigones? SpallingHormigones de ultra alta resistencia


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

Puente Bourg-les-Valence, FranciaINVESTIGACIÓN


3 NORMATIVA• CTE DB SI

• Exigencias • Determinación de la resistencia al fuego

• EHE-081.- PRESENTACIÓN CTCON

• Determinación de la resistencia al fuego2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


3 NORMATIVAEHE-08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6EHE 08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6Métodos:• El método general consiste en la comprobación de los

Údistintos Estados Límite Últimos, teniendo en cuenta lainfluencia de la acción de fuego considerando elcomportamiento físico fundamental.1.- PRESENTACIÓN CTCON

• Mediante tablas (apartado 5).• Método simplificado de la isoterma 500ºC (apartado 7).

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA • Mediante la realización de los ensayos que establece elReal Decreto 312/2005 de 18 de marzo.

3. NORMATIVA


Permite utilizar otros métodos más precisos o avanzadosde los propuestos, e incluso métodos experimentales.

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


3 NORMATIVAEHE-08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6EHE 08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6Método mediante tablasEn función de sus dimensiones y de la distancia mínima

equivalente al eje de las armaduras (a )equivalente al eje de las armaduras (am)


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


3 NORMATIVAEHE-08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6EHE 08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6Método mediante tablasAplicables a hormigones de fck ≤ 50 N/mm2.50 N/mm2 < fck ≤ 80 N/mm2 con contenido de sílice50 N/mm2 < fck ≤ 80 N/mm2, con contenido de sílice

activa menor del 6 % en peso del contenido decemento, las dimensiones mínimas de la secciónestablecidas en las tablas deben incrementarse:1.- PRESENTACIÓN CTCON establecidas en las tablas deben incrementarse:

• En elementos expuestos al fuego por una sola cara:• 0,1·amin, 50 N/mm2 < fck ≤ 60 N/mm2

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA • 0,3·amin 60 N/mm2 < fck ≤ 80 N/mm2• En el resto de elementos: el doble.

3. NORMATIVA


5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


3 NORMATIVAEHE-08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6EHE 08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6Método Isoterma 500 ºc:• Sección reducida de hormigón, 500ºC durante el

periodo de tiempo consideradoperiodo de tiempo considerado.• La sección reducida no se ven afectadas por la

temperatura, conservando sus valores iniciales encuanto a resistencia y módulo de elasticidad1.- PRESENTACIÓN CTCON cuanto a resistencia y módulo de elasticidad

• Las armaduras se reducen de acuerdo con latemperatura que haya alcanzado su centro.

2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


3 NORMATIVAEHE-08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6EHE 08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6Método Isoterma 500 ºcMétodo aplicable a elementos de hormigón armado y

pretensado de resistencia característica fck ≤ 50pretensado de resistencia característica fck ≤ 50N/mm2. Para hormigones de resistencia característicasuperior a 50 N/mm2, deberán tenerse en cuentadisposiciones adicionales de acuerdo con la1.- PRESENTACIÓN CTCON disposiciones adicionales de acuerdo con labibliografía especializada.2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


3 NORMATIVAEHE-08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6EHE 08. Determinación resistencia al fuego. Anejo 6

En resumen, quedan fuera:• fck >80 N/mm2• fck >80 N/mm2

• Mediante tablas. 50 N/mm2 < fck ≤ 80 N/mm2, concontenido de humo de sílice mayor del 6 % en peso del1.- PRESENTACIÓN CTCON contenido de humo de sílice mayor del 6 % en peso delcemento.2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA • Método Isoterma 500 ºc. fck ≤ 50 N/mm2.3. NORMATIVA


5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


3 NORMATIVAEHE-08. Determinación resistencia al fuego.EHE 08. Determinación resistencia al fuego.

¿Qué ocurre con los HAC?Anejo 17Anejo 17“ Debido a la microestructura más densa del hormigón

autocompactante, el riesgo de desconchamientoexplosivo podría resultar mayor para este material Sin1.- PRESENTACIÓN CTCON explosivo podría resultar mayor para este material. Sinembargo, para hormigones autocompactantes en losque la adición de humo de sílice no sea significativa, el

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA planteamiento de la resistencia al fuego puede ser elmismo que el incluido en el Anejo de esta Instrucciónpara el hormigón convencional de igual clase resistente,

3. NORMATIVA


o para los hormigones de alta resistencia cuando dichaadición sea relevante”.

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


3 NORMATIVAUNE EN 1992-1-2 Eurocódigo 2: Proyecto deg y

estructuras sometidas al fuegoCapítulo 6. Hormigones de alta resistencia

“Se debe dimensionar para las propiedades HAR y teneren cuenta el riesgo de spalling”


Define 3 clasesClase 1 55-70 MpaClase 2 70-80 MpaClase 3 80 90 Mpa

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA

ó f

Clase 3 80-90 Mpa3. NORMATIVA


Determinación resistencia al fuego. Entre otros:• Mediante tablas.• Método simplificado de la isoterma 500ºC

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO Método simplificado de la isoterma 500 C.INVESTIGACIÓN


¿Soluciones Spalling?1.- PRESENTACIÓN CTCON

2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


4 SOLUCIONES SPALLINGUNE EN 1992-1-2 Eurocódigo 2: Proyecto deg y

estructuras sometidas al fuego

A. HT /HAR 55-80Mpa (Humo sílice<6% peso cemento)A. HT /HAR 55 80Mpa (Humo sílice 6% peso cemento)Es poco probable spalling humedad hormigón<k% (3)

Para <k% sólo hay que colocar armadura de piel:1.- PRESENTACIÓN CTCON Para <k% sólo hay que colocar armadura de piel:• Cuando rmecánico >70 mm2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA

Para >K% hay que tener en cuenta el posible spalling.

3. NORMATIVA


5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


4 SOLUCIONES SPALLINGUNE EN 1992-1-2 Eurocódigo 2: Proyecto deg y

estructuras sometidas al fuego

B. HAR 55-80Mpa (Humo sílice>6%) y HAR 80-90Mpa.B. HAR 55 80Mpa (Humo sílice 6%) y HAR 80 90Mpa.Hay que aplicar al menos un método:

• Método A: Armadura de piel (<50x50mm) r 15mm1.- PRESENTACIÓN CTCON • Método A: Armadura de piel (<50x50mm) rnom 15mm.rnom arm. principal ≥40 mm.

Método B: Tipo de hormigón validado mediante ensayo

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA • Método B: Tipo de hormigón validado mediante ensayo.

• Método C: Capas de protección que no permitan el( )

3. NORMATIVA


spalling (demostrado).

• Método D: La mezcla en el hormigón de más de 2kg/m3

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

de fibras de PP.INVESTIGACIÓN


4 SOLUCIONES SPALLINGOtras recomendaciones de la bibliografía:g

• Empleo de fibras de acero que ayudan a darle mayorcapacidad de tracción al hormigón. No se considera quecapacidad de tracción al hormigón. No se considera queprevenga eficazmente al hormigón del “spalling”.


MÁS ECONÓMICO2.- INTRODUCCIÓN



ACTUAR EN LA DOSIFICACIÓNO EMPLEO DE HORMIGONES

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

VALIDADOSINVESTIGACIÓN


5 EFECTO FIBRAS


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


PROYECTO DE INVESTICACIÓN1.- PRESENTACIÓN CTCON PROYECTO DE INVESTICACIÓN“DESARROLLO DE NUEVOS HORMIGONES CON

ADICIONES DE MATERIALES ORGÁNICOS”2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN

“DESARROLLO DE NUEVOS HORMIGONES CON ADICIONES DE MATERIALES ORGÁNICOS”

6 PROYECTO INVESTIGACIÓNPrueba horno de mufla modificando las formulaciones:Prueba horno de mufla modificando las formulaciones:HA-70 Mpa 800 ºC


HAR REF2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA

HAR MOD

3. NORMATIVA


HAR MOD.5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

HAR MOD.

INVESTIGACIÓN


6 PROYECTO INVESTIGACIÓNEnsayo normalizadoEnsayo normalizado UNE-EN 1365-4:2000 “Ensayos de resistencia al fuego

de los elementos portantes. Parte 4: Pilares”

Comprobación R:1.- PRESENTACIÓN CTCON

• Contracción (mm)2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA

( / )

3. NORMATIVA


• Velocidad de contracción (mm/min)5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN



de los elementos portantes. Parte 4: Pilares”2 pilares:


2.- INTRODUCCIÓN



%3 7 humedad

5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

HAR MOD. 1 y 2 (100 tn)

%3,7 humedad INVESTIGACIÓN



de los elementos portantes. Parte 4: Pilares”2 pilares:


2.- INTRODUCCIÓN



Restricción en base: Empotramiento5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

Restricción en cabeza: Coacción generada por el rozamiento con el sistema de carga

INVESTIGACIÓN



de los elementos portantes. Parte 4: Pilares”


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


6 PROYECTO INVESTIGACIÓNRESULTADO ENSAYO HORMISSA 1 Resultado esperado:

EHE-08

Tabla 6.5.2 (Anejo 6)

Pilar cuadrado R240 1.- PRESENTACIÓN CTCON

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA

Eurocodigo R240 corresponde pilar 520x520 mm3. NORMATIVA


Resultado obtenido: R 2405.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


6 PROYECTO INVESTIGACIÓNRESULTADO ENSAYO HORMISSA 1


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

HORMISSA 1

INVESTIGACIÓN


6 PROYECTO INVESTIGACIÓNRESULTADO ENSAYO HORMISSA 2 Resultado esperado:

EHE-08

Tabla 6.5.2 (Anejo 6)

Pilar cuadrado R240 1.- PRESENTACIÓN CTCON

2.- INTRODUCCIÓN

3 - NORMATIVA

Eurocodigo R240 corresponde pilar 520x520 mm3. NORMATIVA


Resultado obtenido: R 2405.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

INVESTIGACIÓN


6 PROYECTO INVESTIGACIÓNRESULTADO ENSAYO HORMISSA 2


2.- INTRODUCCIÓN



5.- EFECTO FIBRAS

6. PROYECTO

HORMISSA 2

INVESTIGACIÓN


D. Carlos Rodríguez López

Área de Materiales Centro Tecnológico de la Construcción Región de Murciag

Tel. 968 35 52 70 Fax 968 35 52 71

[email protected]

twww.ctcon-rm.com

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