Ein großer Vorteil von Kunststoffbauteilen ist neben funktionellen Vorzügen die Kosten- und Gewichtsreduzierung durch integrale Gestaltungsmöglichkeiten. Es können Geometrien umgesetzt werden, die mit metallischen Werkstoffen nur unter hohem Aufwand realisierbar sind. Insbesondere im Bereich der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) gibt es hohen Forschungsbedarf hinsichtlich Reduzierung von Herstellungskosten, Erhöhung der Langlebigkeit aber auch der Reparaturfähigkeit. Die Erkennung von Defekten ist dabei eine grundlegende Voraussetzung. Für einen FKV-Serieneinsatz im Automobilbau gibt es jedoch kein bekanntes und ausreichendes Prüfkonzept der Schadenserkennung für die geforderten Stückzahlen. Die aus der Luft- und Raumfahrt bekannten Methoden lassen sich aufgrund ihres hohen apparativen Aufwandes und der eingeschränkten Tauglichkeit bezüglich geometrisch komplexer Bauteile nicht unmittelbar übernehmen. Es bestehen andere Anforderungen an ein Prüfkonzept für FKV-Bauteile im Automobilbau. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zerstörungsfreie Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung zur Detektion nicht sichtbarer Schäden systematisch untersucht und bewertet. Der Fokus lag dabei auf Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen des Automobils, die sowohl eine flächige als auch eine mehrfach gekrümmte Bauteilstruktur mit nicht-homogenen Wanddicken aufweisen können. In Abhängigkeit von der Art der Schädigung, etwa Einschlüsse, Zwischenfaserrisse oder Delaminationen wurden die unterschiedlichen Verfahren vergleichend in Hinblick auf Detektionssicherheit, -grenzen und Einschränkungen durch gegebene geometrische sowie werkstoffliche Bauteilausführungen bewertet und ein Konzept für eine fertigungsbegleitende Qualitätssicherung entwickelt.

Tillämpningen av fiberförstärkt polymerkomposit har senaste decenniet ökat kraftigt inom flertalet högteknologiska branscher. Trots framgången är förekomsten av tillverkningsinducerade avvikelser fortfarande en utmaning. Avvikelserna försämrar materialets mekaniska egenskaper och förkortar dess livslängd, vilket orsakar kassationer, miljöbelastningar och försvårad produktetablering för industriaktörer. ABB Composites i Piteå står inför en liknande situation. Företaget producerar cylindriska isolatorer i fiberförstärkt komposit till högspänningsindustrin, och behöver utreda förekomsten av en specifik avvikelse, som under senaste tre åren medfört omfattande kvalitetsbristkostnader. Produkten tillverkas genom vakuuminjicering där en hartsblandning impregnerar en glasfiberform, för att sedan övergå från flytande till fast form genom en exoterm reaktion. Hartsblandningens reaktionsförlopp har länge misstänkts påverka avvikelsernas förekomst, men har inte bekräftats, på grund av flera svårkontrollerade egenskaper. Examensarbetets syfte har därför varit att utreda om hartsblandningens egenskaper påverkar förekomsten av tillverkningsinducerade avvikelser vid tillverkning av cylindriska isolatorer. Arbetet har bedrivits som ett Sex Sigma-projekt enligt problemlösningsmetodiken DMAIC. Ett blandningsexperiment med sex komponenter genomfördes i laborationsmiljö där en datagenererad design med 36 delförsök tillämpades, varav sex stycken egenskaper hos hartsblandningen undersöktes. Experimentet påvisade att samtliga egenskaper var möjliga att styra genom att förändra proportionerna av ingredienserna. Däremot visade sig flera av egenskaperna vara korrelerade och kan därav inte justeras oberoende av varandra. Kunskapen användes till att utveckla och testa två nya varianter av hartsblandningen vid tillverkning av cylindriska isolatorer. Resultatet bekräftade att hartsblandningens egenskaper signifikant påverkar förekomsten av tillverkningsinducerade avvikelser. En viss kombination av egenskaperna som kännetecknade ett långsamt reaktionsförlopp minskade förekomsten av avvikelser på isolatorerna med 99.3 procent i jämförelse med den ordinarie hartsblandningen. Förbättringen förväntas medföra betydelsefulla besparingar, ökad konkurrenskraft och förhöjd kvalitetsmedvetenhet för ABB Composites. Examensarbetets kunskapsbidrag anses också betydelsefullt för kompositindustrin i strävan mot fortsatt reducering av tillverkningsinducerade avvikelser. / The application of fibre-reinforced polymer composites (FRPC) have during the last decades increased in many high-tech industries. Despite the success, the existence of manufacturing-induced deviations has been a long-standing challenge. These deviations affect the lifetime and the mechanical properties of the composite, which in turn lead to scrap of products and environmental impact, obstructing market exploitation for industry stakeholders. ABB Composites in Piteå is facing a similar scenario. The company produces cylindrical insulators in fibre-reinforced composite for the high-voltage industry and need to investigate a specific deviation, which has caused extensive costs during the last three years. The product is manufactured through vacuum assisted resin transfer molding (VARTM), where a resin blend impregnates a fibreglass preform, as the resin cures and transforms from liquid to solid form through an exothermic reaction. One suspected cause for the deviation has been the curing process of the resin. However, it is dependent on several difficult-to-control characteristics and is yet to be confirmed. The purpose of this thesis has therefore been to investigate whether the characteristics of the resin blend affects the occurrence of manufacturing-induced deviations while producing cylindrical insulators. The work has been conducted as an internal Six Sigma-project following the DMAIC improvement cycle. A mixture experiment with six components was performed, using a computer-generated design with 36 runs, in which six characteristics of the resin blend were examined. The experiment proved that all characteristics could be controlled by changing the proportions of the design factors. However, many of the characteristics were correlated, implying that the characteristics cannot be independently controlled. The knowledge from the experiment were used to develop two new resin blends, which were infused to cylindrical insulators in regular production environment. The result confirmed that the characteristics of the resin blend significantly affects the quality of the insulator. One of the blends, which represented a slower curing process, reduced the deviations by 99.3 percent in relation to the original blend. The improvement is expected to generate substantial savings, increased competitiveness and enhanced quality awareness for ABB Composites. Possible contributions to the industry are related to the development of a method to experimentally investigate the resin blend with the objective of reducing manufacturing-induced deviations.

The thesis deals with quasi-static and fatigue simulations of thick composite lugs subjected to three-dimensional stress states. This includes damage prediction of hybrid laminates made of GRFP and CRFP containing unidirectional and woven fabric plies.Focus lies on the development of a progressive damage model in fatigue which accounts for sti˙ness and strength degra-dations. Two methods based on Puck’s failure criterion are proposed to predict failure of unidirectional plies: one for plane stress analysis and and the other which takes out-of-plane damage into account.Virtual testing in FEM is conducted in quasi-static and fatigue analysis on thick composite lugs subjected to uni-axial loading. Damage, strength and life predictions are then compared with experimental results to validate the numerical models under investigations. / In der vorliegenden Arbeit wird die Berechnung der Festig-keit von dickwandigen Lochleibungslaminaten im Faserver-bundwerksto˙en unter dreidimensionalen Spannungszustän-den untersucht. Nichtlineare Materialverhalten von Hybrid-laminaten in CFK und GFK werden für Unidirektionalfa-serlagen und Gewebelagen berücksichtigt.Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von progressi-ven Versagensmodellen unter der Berüsichtigung von Rest-festigkeit und Reststeifigkeit des Materials. Zwei Modelli-erungsmethoden nach Puck-Kriterium zur Vorhersage des Versagens in UD-Lagen werden vorgeschlagen: eine Degra-dierungstechnik für ebene Spannungszustände und ein me-hrachsiges Modell.Numerische Simulationen mit der Finite-Elemente-Methode werden in Statik- und Ermüdungsanalyse an dickwandigen Lochleibungslaminaten unter einachsiger Belastung durch-geführt. Beschädigungen, Festigkeiten und Ermüdungsle-bensdauer werden dann mit experimentiellen Daten ver-glichen, um die numerischen Methoden zu validieren.

Steel fibre reinforced concrete is not a novel concept, it has been around since the mid-1900s, but despite its great success in shotcrete-reinforced rock walls and industrial floors it has not made any impact on either beams or elevated slab. Apparently, the absence of standards is the main reason. However, the combination of steel fibre reinforced concrete and conventional reinforcement has in many researches shown to emphasize good bearing capacrty. In this thesis, two punching shear capacity models have been analysed and adapted on 136 test slabs perfomred by previous researchers. The first punching model altemative is proposed in DAfStB - BetonKalender 201l, and the second punching model alternative is established in Swedish Concrete Association - Report No. 4 1994. Due to missing information of the experimental measured residual tensile strength, a theoretical residual tensile strength was estimated in two different manners to be able to adapt the DAfStB punching model altemative on the refereed test slabs. The first solution is an derivation of a suggestion made by Silfiverbrand (2000) and the second solution is drawn from a proposal made by Choi etal. (2007). The result indicates that the SCA punching model alternative is easier to adapt and provides the most representative result. Also DAfStb altemative with the second solution of estimating the residual strength contributes to arbitrary result, however due to the uncertainty of the estimation of the residual tensile strength, the SCA punching model is recommended to be applied until further investigation can confirm the accuracy of the DAfStB alternative with experimentally obtained residual tensile strength.

Le développement d’agents interfaciaux pour des matériaux composites renforcés de fibres est nécessaire afin d’obtenir des matériaux performants notamment pour l’industrie automobile. Le projet se concentre sur la synthèse d’oligomères à séquences contrôlées préparés par synthèse en phase solide par réaction d’amidification et de cycloaddition assistée par le cuivre entre un azoture et un alcyne pour introduire précisément des unités de phénylalanine et des groupes aliphatiques. Ces oligomères ont été testés comme agents interfaciaux pour des matériaux composites à base de polypropylène renforcés de fibres de Kevlar. Leur capacité à s’adsorber sur les fibres a été étudiée de façon qualitative par microscopie électronique à balayage et quantitative par analyse gravimétrique. Des expériences préliminaires sur des fibres de Kevlar traitées avec des oligomères synthétisés dans une matrice de polypropylène ont été réalisées pour estimer leur potentielle utilisation dans des matériaux composites. / The development of interfacial agents for fibre-reinforced composite materials is needed to obtain performant materials especially for the automotive industry. The project focused on the synthesis of sequence-controlled oligomers prepared by solid phase synthesis using amidation and copper-assisted alkyne-azide cycloaddition reactions to introduce precisely phenylalanine and aliphatic building blocks. These oligomers were evaluated as potential interfacial agents for Kevlar fibre-reinforced polypropylene composite materials. Their ability to adsorb on the fibres was investigated qualitatively by scanning electron microscopy and quantitatively by gravimetric analysis. Some preliminary experiments on the Kevlar fibres treated with some of the synthesised oligomers in a polypropylene matrix were conducted to estimate their potential use in composite materials.

The natural hip joint in healthy people has a very low friction with very little (or no) wear. It works as a dynamically loaded bearing and is subjected to about 1-2 million cycles of loading per year. The applied load is the body weight which is tripled when walking and even higher during other activities such as running and jumping. Unfortunately these joints are not always healthy due to various causes such as fractures or disease leading to severe pain which necessitates joint replacement. Currently, the orthopaedic industries are working towards developing an ideal artificial hip joint with low wear, low friction, good lubrication, better fixation/stability and biocompatibility. Many different designs and materials have been investigated with some promising new implants which can be used depending on patients¿ individual need (large or small joint), activity and age. In this work, two types of artificial hip joints were tested for friction and lubrication studies: Metal-on-Metal (MoM) Biomet hip resurfacing ReCaps with large diameters (>35-60 mm) and different diametral clearances (~ 60-350 µm), and Zirconia Toughened Alumina (ZTA) heads against carbon-fibre-reinforced poly-ether-ether ketone (CFR PEEK) cups with different diameters (>35-60 mm) and diametral clearances (60-1860 µm). Seven serum-based lubricants with different viscosities were used with and without carboxy methyl cellulose (CMC) additions as gelling agent to increase viscosity depending on the CMC content. The maximum load applied was 2000 N for the stance phase with a minimum load of 100 N for the swing phase. A Pro-Sim friction hip simulator was used to investigate the frictional torque generated between the articulating surfaces so as the friction factor can be calculated. Stribeck analysis was then employed to assess the mode of lubrication. For the metal-on-metal hip resurfacing joints, the friction factors were in the range 0.03-0.151 and those for the ZTA ceramic heads versus CFR PEEK cups were in the range 0.006-0.32. Stribeck analyses showed mainly mixed lubrication for both MoM and ZTA ceramic-on-CFR PEEK joints. The experimental results were in agreement with most of the theoretical calculations suggesting mixed lubricating regimes at low viscosities and moving on to fluid film lubrication at higher viscosities. Joints with larger-diameters, lower clearances and lower surface roughness exhibited a higher lambda ratio suggesting improved lubrication. Viscosity flow curves for the serum-based lubricants having viscosity ¿ 0.00524 Pas showed non-linear relationship between viscosity and shear rate indicating non-Newtonian flow with pseudoplastic or shear-thinning characteristic, i.e. viscosity decreased as shear rate increased up to shear rates of ~ 1000 s-1. However, at shear rates greater than 1000 s-1 Newtonian flow became dominant with almost constant viscosity, i.e. a linear relationship between shear stress and shear rate. On the other hand, viscosity flow curves for the lubricants with viscosity ¿ 0.0128 Pas showed non-Newtonian behaviour up to a shear rate of 3000 s-1 with shear-thinning characteristic. / Ministry of Higher Education, Libya

Der Demonstrator für das SPP 1542 sollte die Erkenntnisse der Teilprojekte „Querschnittsadaption für stabförmige Druckbauteile“ und „Leichte Deckentragwerke aus geschichteten Hochleistungsbetonen“ aufgreifen und widerspiegeln. Zudem sollte ein Tragwerk verwendet werden, dessen Kraftfluss für jeden Betrachter deutlich erkennbar ist und dessen Erscheinung dem Prinzip form follows force folgt. Da das Deutschen Museum in München im Zuge der Modernisierung zukunftsfähigen Innovationen mehr Raum bieten möchte, ergab sich die Möglichkeit, eine Ausstellungsbrücke in der Abteilung Brückenbau zu errichten. Das Deutsche Museum zählt zu den weltweit anerkanntesten Institutionen für Naturwissenschaft und Technik und gehört mit jährlich ca. 1,5 Millionen Besuchern zu den meistbesuchten Museen in Deutschland [1]. Für den Demonstrator steht ein ca. 9,5 m langer und ca. 2,0 m tiefer Bereich zwischen zwei Wänden zur Verfügung. Die Ausstellungsbrücke sollte in einer Höhe von ca. 3,50 m installiert werden, um diese sowohl von unten als auch von der in gleicher Höhe benachbarten Besucherbrücke von Jörg Schlaich [2] betrachten zu können. [Aus. Einleitung] / The demonstrator for SPP 1542 should take into account and reflect the findings of the SPP projects “Cross-section adaptation for bar-shaped compression components” and “Lightweight floor structures made of layered high-performance concretes”. In addition, a structure was to be designed where the flow of force is clearly recognisable to any observer from the external shape and whose design follows the principle of form follows force. Since the Deutsches Museum in Munich wants to of er more space to future-oriented innovations in the course of modernisation, the opportunity came up to erect an exhibition bridge in the bridge construction department. The Deutsches Museum is one of the world’s most renowned institutions for natural science and technology and, with around 1.5 million visitors a year, one of the most visited museums in Germany [1]. An area approx. 9.5 m long and approx. 2.0 m deep between two walls was available for the demonstrator. The exhibition bridge was to be installed at a height of approx. 3.50 m so that it could be viewed from below as well as from the neighbouring visitor bridge by Jörg Schlaich [2] at the same height. [Off: Introduction]

[EN] Several efforts have been made in experimental and theoretical research about shear to understand all the variables that influence the phenomenon. Nowadays, however, due to its complexity, the shear performance of structural concrete elements, especially those without any traditional transversal reinforcement, continue with no clear explanation of the problem. Uncertainty about the problem grows when new variables like fibres are incorporated into the shear study. Research works have demonstrated the effectiveness of steel fibre in improving the mechanical properties of concrete elements. Experimental results reveal that steel fibres have proven effective in improving shear resistance, and they confer some concrete elements more ductility. In adequate amounts, steel fibres can completely or partially substitute traditional shear reinforcements. This is why international codes have included some requirements to take into account the action of fibres on the shear response of concrete elements. However, most recommendations and requirements for steel fibre-reinforced concrete (SFRC) were originally created. New fibres with different materials properties and shapes, such as macrosynthetic fibres, are now available on the market. These fibres, some of which are made of polypropylene, are an alternative in the construction industry given their properties and final cost. Initially, polypropylene fibres were used to control shrinkage cracking. Nevertheless, in the last decade the chemical industry has created larger fibres with better surface shapes, which allows polypropylene fibres to meet the requirements of international codes so they can be used in structural elements. Within this framework, the present PhD thesis aims to contribute to knowledge about fibre reinforced concrete (FRC), especially to study the effectiveness of polypropylene fibres when used as shear reinforcement. For this purpose, a literature review of the material, polypropylene fibre-reinforced concrete (PFRC) and its structural applications is first carried out. This study also discusses the parameters that affect the shear behaviour of traditional concrete and FRC. In order to evaluate the effectiveness of polypropylene fibres in shear, three experimental campaigns are presented. Each campaign represents a different level of study. The first corresponds to the material level, where the shear behaviour of PFRC is evaluated by push-off specimens. The second level involves studying shear in real scale elements. For this purpose, shear critical slender beams were manufactured and tested. The last level corresponds to real application of polypropylene fibres to act as shear reinforcement. In this campaign, deep hollow core slabs, with real sections and supports conditions, were tested. At each level, the shear behaviour of PFRC was evaluated against control reinforced concrete specimens, which were also tested during each campaign. / [ES] Varias investigaciones experimentales y teóricas han sido realizadas para entender el comportamiento a cortante de elementos de hormigón y sus variables. Sin embargo, hoy en día debido a la complejidad del tema, el comportamiento a cortante de elementos de hormigón armado y en especial aquellos que no tienen refuerzo transversal, continúan sin tener una explicación clara. Por otro lado, esta complejidad del cortante aumenta cuando nuevas variables, como las fibras, se incorporan al estudio. Investigaciones han demostrado la efectividad de las fibras de acero para mejorar las propiedades mecánicas de hormigón. Según resultados experimentales, la fibra de acero mejora la resistencia cortante y ductilidad de ciertos elementos. Y en cantidades adecuadas, la fibra puede sustituir total o parcialmente los refuerzos tradicionales de cortante. Es así que varios códigos internacionales han incluido requisitos para tener a las fibras en la respuesta estructural de elementos de hormigón. Sin embargo, estos requerimientos se han creado originalmente para el hormigón reforzado con fibra de acero (Steel fibre-reinforced concrete -SFRC). Nuevas fibras con diferentes materiales y formas, como las fibras macro-sintéticas, han sido introducidas en el mercado. Estas fibras, también llamadas fibras de polipropileno o poliolefina, son una alternativa en la construcción debido a su propiedades y costo final. Inicialmente, las fibras de polipropileno eran usadas únicamente en el hormigón para controlar la fisuración por retracción. Sin embargo, en la última década la industria química ha desarrollado fibras más grandes y con mejores prestaciones de adherencia, que permiten a estas fibras cumplir con requisitos para ser utilizadas estructuralmente. En este contexto, la presente tesis pretende ser una contribución al conocimiento sobre el hormigón reforzado con fibras (Fibre-reinforced concrete - FRC), especialmente en la efectividad de las fibras de polipropileno como refuerzo a cortante. Para esto, primero se realiza un estudio bibliográfico del hormigón reforzado con fibra de polipropileno (PFRC) como material y sus aplicaciones estructurales. Este estudio también tratará sobre los parámetros que afectan el comportamiento a cortante del hormigón tradicional y hormigón reforzado con fibras. Para evaluar la efectividad de las fibras de polipropileno en el cortante, se realizarán tres campañas experimentales. Cada campaña representa un nivel de estudio diferente. El primero es a nivel material en donde se evalúa el comportamiento a cortante a través de especímenes tipo Push-off. El segundo nivel, corresponde al estudio del cortante en elementos a escala real. Para esto se fabrican y ensayan vigas esbeltas críticas a cortante. El último nivel corresponde a una aplicación real de fibras de polipropileno actuando como refuerzo cortante. En esta campaña, se fabrican y ensayan placas alveolares de gran canto con secciones y condiciones de apoyos reales. / [CA] Diverses investigacions experimentals i teòriques han estat realitzades per entendre el comportament a tallant d'elements de formigó i les seues variables. No obstant això, hui en dia a causa de la complexitat del tema, el comportament a tallant d'elements de formigó armat i especialment aquells que no tenen reforç transversal, continuen sense tindre una explicació clara. D'altra banda, aquesta complexitat del tallant augmenta quan noves variables, com les fibres, s'incorporen a l'estudi. Investigacions han demostrat l'efectivitat de les fibres d'acer per a millorar les propietats mecàniques del formigó. Segons resultats experimentals, les fibres d'acer milloren la resistència a tallant i la ductilitat de certs elements. A més, en quantitats adequades, les fibres poden substituir total o parcialment els reforços tradicionals de tallant. És així que diversos codis internacionals han inclòs requisits per a tindre amb compte la resposta estructural de les fibres en els elements de formigó. No obstant això, aquests requeriments s'han creat originalment per al formigó reforçat amb fibres d'acer (Steel fibre-reinforced concrete -SFRC). Noves fibres amb diferents materials i formes, com les fibres macro-sintètiques, han estat introduïdes al mercat. Aquestes fibres, també anomenades fibres de polipropilè o poliolefina, són una alternativa a la construcció a causa de les seues propietats i cost final. Inicialment, les fibres de polipropilè eren usades únicament en el formigó per controlar la fissuració per retracció. No obstant això, en l'última dècada, la industria química ha desenvolupat fibres més grans i amb millors prestacions d'adherència, que permeten a aquestes fibres complir amb requisits per a ser utilitzades estructuralment. En aquest context, la present tesi pretén ser una contribució al coneixement sobre el formigó reforçat amb fibres (Fibre-reinforced concrete - FRC), especialment en l'efectivitat de les fibres de polipropilè com a reforç a tallant. Per això, primer es realitza un estudi bibliogràfic del formigó reforçat amb fibres de polipropilè (PFRC) com a material i les seues plicacions estructurals. Aquest estudi també tractarà sobre els paràmetres que afecten el comportament a tallant del formigó tradicional i del formigó reforçat amb fibres. Per avaluar l'efectivitat de les fibres de polipropilè en el tallant, es realitzaran tres campanyes experimentals. Cada campanya representa un nivell d'estudi diferent. El primer és a nivell material on s'avalua el comportament a tallant a través d'espècimens tipus Push-off. El segon nivell, correspon a l'estudi del tallant en elements a escala real. Per això es fabriquen i assagen bigues esveltes crítiques a tallant. L'últim nivell correspon a una aplicació real de fibres de polipropilè actuant com a reforç a tallant. En aquesta campanya, es fabriquen i assagen plaques alveolars de gran cantell amb seccions i condicions de suports reals. / Ortiz Navas, FR. (2020). Effectiveness of polypropylene fibres as shear reinforcement in structural elements [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/153147

[ES] El procedimiento de ensayo de fluencia es un proceso muy complicado, largo y que envuelve muchas variables. Por una parte, están las variables relativas al proceso de ensayo de fluencia como condiciones de contorno, condiciones ambientales, parámetros de ensayo como nivel de carga o prefisura inicial, entre muchos otros. Estas variables influyen ya de por si lo suficiente en los resultados experimentales obtenidos en los ensayos sumado a la variabilidad intrínseca del hormigón reforzado con fibras. La duración mínima requerida en este tipo de ensayos y el espacio físico necesario, así como asegurar las condiciones ambientales, supone muchas veces un importante reto y consumo de recursos y espacio, lo que ha frenado hasta ahora la inversión en investigación para abordar este tema. Para ello, tras un exhaustivo estudio del estado del arte y partiendo de una metodología a flexión existente, se han desarrollado varias campañas experimentales para evaluar el efecto de los parámetros básicos de ensayo, la construcción del bastidor y el análisis de los resultados experimentales obtenidos de aplicar la metodología. Con todo ello se pretende obtener parámetros de ensayo diseñados para caracterizar el efecto de la fluencia en estado límite de servicio, así como unificar criterios y procesos del ensayo diseñando un procedimiento que pueda ser estandarizado. Por otra parte, existe la dificultad añadida de entender qué sucede dentro de la sección durante el ensayo de fluencia más allá de la variación en abertura de fisura. La redistribución de esfuerzos que se produce dentro de la sección fisurada durante el ensayo de fluencia a flexión es una incógnita. Este trabajo pretende también arrojar algo de luz estudiando tanto la evolución de la abertura de fisura como las deformaciones en la zona comprimida del hormigón. Se han diseñado campañas experimentales para evaluar simultáneamente las deformaciones de tracción (abertura de fisura) y las deformaciones de compresión (zona comprimida del hormigón) de modo que permitan evaluar tanto la contribución de la fluencia a compresión sufrida por la zona comprimida de hormigón en las mediciones de abertura de fisura como la evolución de la profundidad de la fibra neutra de la sección fisurada durante el ensayo a flexión. En este contexto, el resultado es una nueva propuesta metodológica de fluencia a flexión consensuada y capaz de caracterizar el comportamiento a flexión de hormigones reforzados con fibra en estado fisurado, así como algunas herramientas como la base de datos de fluencia que ayudan a la interpretación de los resultados experimentales y puedan contribuir a la consideración de estas deformaciones por las distintas normativas internacionales en su fase de diseño. / [CA] El procediment d'assaig de fluència és un procés molt complicat, llarg i que embolica moltes variables. D'una banda, estan les variables relatives al procés d'assaig de fluència com a condicions de contorn, condicions ambientals, paràmetres d'assaig com nivell de càrrega o prefissura inicial, entre molts altres. Aquestes variables influeixen ja de per si prou en els resultats experimentals obtinguts en els assajos sumat a la variabilitat intrínseca del formigó reforçat amb fibres. La duració mínima requerida en aquesta mena d'assajos i l'espai físic necessari, així com assegurar les condicions ambientals, suposa moltes vegades un important repte i consum de recursos i espai, la qual cosa ha frenat fins ara la inversió en investigació per a abordar aquest tema. Per a això, després d'un exhaustiu estudi de l'estat de l'art i partint d'una metodologia a flexió existent, s'han desenvolupat vàries campanyes experimentals per a avaluar l'efecte dels paràmetres bàsics d'assaig, la construcció del bastidor i l'anàlisi dels resultats experimentals obtinguts d'aplicar la metodologia. Amb tot això es pretén obtindre paràmetres d'assaig dissenyats per a caracteritzar l'efecte de la fluència en estat límit de servei, així com unificar criteris i processos de l'assaig dissenyant un procediment que puga ser estandarditzat. D'altra banda, existeix la dificultat afegida d'entendre què succeeix dins de la secció durant l'assaig de fluència més enllà de la variació en obertura de fissura. La redistribució d'esforços que es produeix dins de la secció fisurada durant l'assaig de fluència a flexió és una incògnita. Aquest treball pretén també llançar una mica de llum estudiant tant l'evolució de l'obertura de fissura com les deformacions en la zona comprimida del formigó. S'han dissenyat campanyes experimentals per a avaluar simultàniament les deformacions de tracció (obertura de fissura) i les deformacions de compressió (zona comprimida del formigó) de manera que permeten avaluar tant la contribució de la fluència a compressió patida per la zona comprimida de formigó en els mesuraments d'obertura de fissura com l'evolució de la profunditat de la fibra neutra de la secció fisurada durant l'assaig a flexió. En aquest context, el resultat és una nova proposta metodològica de fluència a flexió consensuada i capaç de caracteritzar el comportament a flexió de formigons reforçats amb fibra en estat fisurado, així com algunes eines com la base de dades de fluència que ajuden a la interpretació dels resultats experimentals i puguen contribuir a la consideració d'aquestes deformacions per les diferents normatives internacionals en la seua fase de disseny. / [EN] Creep testing methodology on fibre-reinforced concrete is a long and complex process involving multiple variables. On the one hand, creep testing parameters such as pre-cracking level and creep index or stress sustained level, as well as boundary and environmental conditions, can be found among other variables. Variations on these parameters, together with the intrinsic variability of FRC due to the random fibre distribution of FRC, have a significant impact on the experimental results obtained among the existent methodologies. The long duration of the creep test and the required space in the facilities laboratories as the environmental conditions to keep during the creep test entail a significant challenge and outlay in terms of both space and expense resources that have reduced the research investment on this topic. Thus, after an exhaustive analysis of the state-of-the-art and starting from an existent creep testing methodology, several experimental programmes were developed to assess the effect of main creep testing parameters and the influence of creep frame construction as well as different procedure steps on the experimental results when the flexure creep testing methodology is applied. This work intends to define test parameters focused on characterising the effect of creep in the service limit state (SLS), as well as to unify criteria and processes of creep test, developing a procedure that can be standardised. On the other hand, it is difficult to understand what happens within the cross-section during the creep test beyond the crack opening variation. The stress redistribution within the cross-section during the creep test is still unknown. This work also aims to shed some light by studying both the evolution of the crack opening and the compressive deformations in the compressed concrete zone. Experimental campaigns have been designed to assess both the tensile (crack opening) and compression (compressive strains) creep simultaneously that, allow to determine the contribution of compressive creep in the concrete area in the delayed crack opening and to assess the evolution of the neutral fibre position of the cross-section during the flexure creep test duration. In this context, the result of this PhD research is a new flexure creep methodology proposal able to characterise long-term behaviour in flexure of cracked fibre-reinforced concrete, as well as some valuable tools such as the creep database that will help to understand experimental results and to contribute to consider delayed deformations in the international standards in the service state limit design. / Llano Torre, A. (2023). Improvements in test methodology and characterisation of long-term flexure behaviour of fibre-reinforced concrete [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192111

The full text will be available at the end of the embargo: 26th April 2025