ABSTRACT The use of concrete as a building material is a very widespread practice throughout the world thanks to its high mechanical strength, versatility and low cost. Nevertheless, the production of one of its components, the Portland cement, involves a high environmental impact. It is not a recent or an exclusive problem of our country, but it is a global issue associated with the growth of population, among others. Through this approach and the fact that the consumption of cement will continue to increase, the scientific community is studying alternative materials, such as calcium sulfoaluminate cements, belitic cements, and alkali activated cements, also known as geopolymers. The latter acquire chemical and physical properties and many researchers consider them to be the third generation of building materials after lime and Portland cement. Materials made from Portland cement have distinctive properties such as mechanical strength and durability. These properties are related to the pore structure within the matrix. This structure depends on the pore volume, the size distribution, the connectivity and the percolation of the pores. These parameters can be determined by different methods, whose results vary depending on the technique used. There are different types of with a diameter based classification. Among them there are two main type, gel pores and capillary pores. An important aspect related to the porous microstructure that also affects the durability of the mortar or concrete matrix is the ionic transport; for this reason, there are non-destructive techniques such as electrical methods and Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) for the characterization of this porous microstructure. In the current Doctoral Thesis, Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) has been used in mortar and concrete of Portland cement and alkali activated mortars, to describe in detail its evolution in time by means of electrical parameters, from an Equivalent Electric Circuit (EEC) and to be able to relate the two types of porosity. In addition, the equivalent electrical circuit, which represents the electrical conductivity of mortars and concretes from more than a hundred days of curing, has been determined. The results show the variations produced in the hydration and geopolymerization process, and as well as they allow the separation of the components of electrical conductivity related to gel pores, capillary pores and the interface between them. Generally, two relaxations are obtained at medium and high frequency, in both mortars and concretes. The electrical resistivity is measured in direct current and it is related to the hydration of the cement and the process of geopolymerization of alkali activated materials. Moreover, this resistivity has been tried to correlate with the values of the mechanical resistance to compression and with its microstructural properties, obtained from tests by scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TG) and Mercury Porosimetry techniques. Thus, in this Doctoral Thesis it was possible to develop a distinctive method of mortars and concretes, independently of the binder employed, either Portland cement or geopolymer matrixes, through the same type of electrical circuit. / RESUMEN La utilización del hormigón como material de construcción es una práctica muy extendida a lo largo de todo el mundo gracias a su gran resistencia mecánica, versatilidad y coste relativamente bajo. No obstante, la producción de uno de sus componentes, el cemento Portland, conlleva un alto impacto ambiental. No es un problema reciente ni exclusivo de nuestro país, sino que se trata de un asunto global asociado, entre otros aspectos, al crecimiento de la población. Tras este planteamiento y el hecho de que el consumo de cemento va a continuar aumentando, la comunidad científica está estudiando materiales alternativos, como pueden ser los cementos de sulfoaluminato de calcio, cementos belíticos, y los cementos activados alcalinamente, también conocidos como geopolímeros. Estos últimos adquieren propiedades químicas y físicas tales, que se consideran por muchos investigadores, la tercera generación de materiales de construcción tras la cal y el cemento Portland. Los materiales fabricados a partir del cemento Portland tienen unas propiedades características como son la resistencia mecánica y la durabilidad. Estas dos propiedades están relacionadas con la estructura de poros que se encuentra dentro de la matriz. Esta estructura depende del volumen de poros, de la distribución de tamaños, de la conectividad y de la percolación de los mismos. Estos parámetros pueden determinarse por diferentes métodos, cuyos resultados varían dependiendo de la técnica empleada. Existen diferentes tipos de poros cuya clasificación se basa en su diámetro, entre ellos se caracterizan dos tipos, los poros tipo gel y los poros capilares. Un aspecto importante relacionado con la microestructura porosa que también afecta a la durabilidad de la matriz de mortero u hormigón es el transporte iónico; por este motivo, para la caracterización de esa microestructura porosa existen técnicas de tipo no destructivo como son los métodos eléctricos y la Espectroscopía de Impedancia Eléctrica (EIE). En esta Tesis Doctoral, se ha utilizado La Espectroscopía de Impedancia Eléctrica (EIE) en morteros y hormigones de cemento Portland y morteros activados alcalinamente, para caracterizar su evolución en el tiempo por medio de unos parámetros eléctricos, a partir de un circuito eléctrico equivalente (CEE) y poder relacionar así los dos tipos de porosidad. Además, se ha determinado el circuito eléctrico equivalente, que representa la conductividad eléctrica de los morteros y hormigones desde el día 2 hasta más de 100 días de curado, mostrando las variaciones producidas en el proceso de hidratación y geopolimerización, y permitiendo separar los componentes de la conductividad eléctrica relacionados con los poros tipo gel, los poros capilares y la interfase entre éstos. Se obtienen, en general, dos relajaciones, a media y alta frecuencia, tanto en morteros como en hormigón. Se mide la resistividad eléctrica en corriente continua y se trata de relacionar con la hidratación del cemento y el proceso de geopolimerización de los materiales activados alcalinamente. Además, dicha resistividad se ha tratado de correlacionar con los valores de la resistencia mecánica a compresión y con sus propiedades microestructurales, obtenidas a partir de ensayos con microscopía electrónica de barrido (SEM), termogravimetría (TG) y Porosimetría de mercurio. De este modo, en esta Tesis Doctoral ha sido posible desarrollar un método de caracterización, de morteros y hormigones, independientemente del conglomerante empleado, ya sea cemento Portland o matrices geopoliméricas, mediante un mismo tipo de circuito eléctrico. / RESUM La utilització del formigó com a material de construcció és una pràctica molt estesa al llarg de tothom gràcies a la seua gran resistència mecànica, versatilitat I cost relativament baix. No obstant això, la producció d'un dels seus components, el ciment Portland, comporta un alt impacte ambiental. No és un problema recent ni exclusiu del nostre país, sinó que es tracta d'un assumpte global associat, entre altres aspects, al creixement de la població. Després d'aquest plantejament i el fet que el consum del ciment continuarà augmentant, la comunitat científica està estudiant materials alternatius, com poden ser els ciments de sulfoaluminat de calci, ciments belítics, I els ciments activats alcalinament, també coneguts com a geopolímers. Aquests últims adquireixen propietats químiques I físiques tals, que es consideren per molts investigadors, la tercera generació de materials de construcció després de la calç I el ciment Portland. Els materials fabricats a partir del ciment Portland tenen unes propietats característiques com són la resistència mecànica i la durabilitat. Aquestes dues propietats estan relacionades amb l'estructura de porus que es troba dins de la matriu. Aquesta estructura depén del volum de porus, de la distribució de grandàries, de la connectivitat i de la percolació d'aquests. Tals paràmetres poden determinar-se per diferents mètodes, els resultats dels quals varien depenent de la tècnica empleada. Existeixen diferents tipus de porus la classificació dels quals es basa en el seu diàmetre, entre ells es caracteritzen dos tipus, els porus de tipus gel i els porus capil·lars. Un aspecte important relacionat amb la microestructura porosa i que també afecta la durabilitat de la matriu de morter o formigó és el transport iònic; per aquest motiu, per a la caracterització d'aqueixa microestructura porosa existeixen tècniques de tipus no destructiu com són els mètodes elèctrics i l'Espectroscòpia d'Impedància Elèctrica (EIE). En aquesta Tesi Doctoral, s'ha utilitzat l'Espectroscòpia d'Impedància Elèctrica (EIE) en morters i formigons de ciment Portland i morters activats alcalinament, per a caracteritzar la seua evolució en el temps per mitjà d'uns paràmetres elèctrics, a partir d'un ircuit elèctric equivalent (CEE) i poder relacionar així els dos tipus de porositat. A més, s'ha determinat el circuit elèctric equivalent, que representa la conductivitat elèctrica dels morters i formigons des del dia 2 fins a més de 100 dies de guarit, mostrant les variacions produïdes en el procés d'hidratació i geopolimerització, i permetent separar els components de la conductivitat elèctrica relacionats amb els porus tipus gel, els porus capil·lars i la interfase entre aquests. S'obtenen, en general, dues relaxacions, a mitjana i alta freqüència, tant en morters com en formigó. Es mesura la resistivitat elèctrica en corrent continu i es tracta de relacionar amb la hidratació del ciment i el procés de geopolimerització dels materials activats alcalinament. A més, aquesta resistivitat s'ha tractat de correlacionar amb els valors de la resistència mecànica a compressió i amb les seues propietats microestructurals, obtingudes a partir d'assajos amb les tècniques de microscòpia electrònica d'escombratge (SEM), termogravimetria (TG) i Porosimetría de mercuri. D'aquesta manera, en aquesta Tesi Doctoral ha sigut possible desenvolupar un mètode de caracterització, de morters i formigons, independentment del conglomerant emprat, siga ciment Portland o matrius geopolimèriques, mitjançant un mateix tipus de circuit elèctric. / Calvo Muñoz, C. (2017). Evaluación mediante el Método de Espectroscopia de Impedancia Eléctrica (EIE), del proceso de geopolimerización de pastas, morteros y hormigones en conglomerantes activados alcalinamente [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/82601

Los materiales autosanables son materiales con la capacidad de reparar sus daños de forma autónoma o con ayuda mínima de estímulos externos. En el campo de la construcción, el desarrollo de elementos autosanables aumentará la durabilidad de las estructuras y reducirá las acciones de mantenimiento y reparación. Los elementos de hormigón armado presentan frecuentemente pequeñas fisuras (< 0.3 mm), no relevantes mecánicamente, pero que pueden suponer un punto de entrada para agentes agresivos. El hormigón tiene una cierta capacidad de autosanación, capaz de cerrar pequeñas fisuras, producida principalmente por la hidratación continuada y la carbonatación. Estudios recientes han intentado mejorar dicha capacidad y diseñar productos específicos para conseguirla. Estos productos incluyen, entre otros, aditivos cristalinos, agentes micro o macroencapsulados, e incluso el uso de bacterias. Los aditivos cristalinos (CA) son un tipo de aditivo para hormigón que se considera que aporta propiedades de autosanación. No obstante, la falta de conocimiento sobre su comportamiento limita su uso. Además, los métodos para evaluar la autosanación en hormigones no están estandarizados todavía. Esto complica la realización de un análisis crítico de los diferentes productos y métodos de evaluación propuestos en la literatura. Para responder a esta falta de conocimiento, los objetivos de esta tesis son: 1) estudiar y proponer procedimientos experimentales para evaluar los fenómenos de autosanación en hormigón y, 2) evaluar experimentalmente las mejoras producidas al introducir aditivos cristalinos. Esta tesis incluye como ensayos para la determinación de la autosanación: la evaluación del cierre de fisuras, la permeabilidad al agua, flexión a tres puntos y absorción capilar. Además, se han realizado varias campañas experimentales para validar los ensayos propuestos. Posteriormente, estos ensayos se han utilizado para analizar la influencia de varios parámetros, incluyendo entre otros: presencia de aditivos cristalinos, nivel de daño, tiempo necesario para el sanado, composición del hormigón y condiciones de sanado. Finalmente, se analizan los efectos producidos al añadir aditivos cristalinos en hormigón en la fluidez, resistencia e hidratación. Los resultados muestran que el cierre de fisuras es un ensayo eficaz y sencillo para evaluar la autosanación. Sin embargo, la orientación de la fisura durante el sanado ha resultado ser de gran importancia, y no considerar este aspecto puede llevar a conclusiones engañosas. El ensayo de permeabilidad al agua propuesto en este trabajo presenta una buena estabilidad y es fácil de implementar en laboratorios. Además, las relaciones obtenidas entre los parámetros de fisura y la permeabilidad del agua han confirmado la relación cúbica indicada en la literatura. Este trabajo muestra que analizar la eficiencia de autosanado mediante el cierre de fisuras puede llevar a una sobreestimación de la capacidad de sanación, comparada con los resultados obtenidos mediante permeabilidad. Los ensayos de sorptividad resultaron fáciles de implementar, sin embargo, los resultados obtenidos mostraron una alta dispersión y sensibilidad a las variaciones en las fisuras producidas durante el proceso de prefisuración. En cuanto a la evaluación de la recuperación mecánica, los resultados muestran que la evolución de las propiedades del hormigón con el tiempo es un parámetro que debe considerarse, especialmente en fisuras de edades tempranas. En este trabajo se ha obtenido que los aditivos cristalinos potencian las reacciones de autosanación, pero tienen una capacidad limitada. La proximidad de los CA a la industria es un punto positivo para su inclusión como un nuevo tipo de aditivo de hormigón. Sin embargo, los resultados obtenidos en esta tesis indican que se necesitan más análisis para determinar sus efectos completos en hormigón, especialmente con respect / Self-healing materials are materials with the capability to repair their damage autonomously or with minimal help from an external stimulus. In the construction field, the development of self-healing elements will increase the durability of structures and reduce their maintenance and repair actions. Reinforced concrete elements frequently suffer small cracks (< 0.3 mm), not relevant mechanically, but they can be an entrance point for aggressive agents. Concrete has a natural self-healing capability able to seal small cracks, produced by the continuing hydration and carbonation processes. Recent studies have attempted to improve that healing capability and to design specific products to achieve it. These products include, among others: crystalline admixtures, micro- or macro-encapsulated agents, and even the use of bacteria. Crystalline admixtures (CA) are a concrete admixture that is claimed to provide self-healing properties. However, the lack of knowledge on their behavior and self-healing properties limits their usage. In addition, the methods to evaluate the self-healing capability of mortar and concrete are not standardized yet. This complicates the performance of a critical analysis of the different self-healing products and evaluation methods found in the literature. In order to answer to this lack of knowledge, the objectives of this thesis are: 1) to study and propose experimental procedures in order to evaluate self-healing in concrete and, 2) to evaluate experimentally the self-healing enhancements produced when introducing crystalline admixtures. This thesis includes the following tests for the determination of the self-healing: the evaluation of crack closing, water permeability, three point bending tests and capillary absorption test. In addition, several experimental campaigns have been performed with the objective of validating the proposed tests. Afterwards, these methods have been used to analyze the influence of several parameters, including among others: the presence of crystalline admixtures, the damage extent, healing time needed, concrete composition and healing conditions. Finally, the effects that crystalline admixtures produce in concrete are analyzed in terms of slump, strength and hydration. The results show that crack closing is an effective and simple method to evaluate self-healing. However, the orientation of the crack during healing is of great importance, and disregarding this aspect may lead to misleading conclusions. The water permeability method proposed in this work has good stability and it is easy to implement in concrete laboratories. Moreover, the relations obtained between crack parameters and water permeability confirmed the cubic relation, as reported in the literature. This work shows that analyzing healing efficiency by means of crack closing tends to overestimate self-healing if compared with the results obtained by means of water permeability. Sorptivity analysis tests were easy to implement, however, the results obtained in this work showed high dispersion and sensitivity to the variations of the cracks introduced during the precracking process. Regarding the evaluation of mechanical recoveries, the results show that the evolution of concrete properties with time is a parameter of importance that, therefore, should be considered, especially for early age cracks. In this work, crystalline admixtures have been reported as an enhancer of self-healing reactions, but with a limited capacity of enhancement. The proximity of CA to the industry is a positive point to their inclusion as a new type of admixture for concrete. However, the results obtained in this thesis indicate further analyses are needed to determine their full effects on concrete, especially regarding self-healing. / Els materials autosanables són materials amb la capacitat de reparar els seus danys de forma autònoma o amb ajuda mínima d'estímuls externs. En el camp de la construcció, el desenvolupament d'elements autosanables augmentarà la durabilitat de les estructures i reduirà les accions de manteniment i reparació. Els elements de formigó armat presenten freqüentment fissures menudes (< 0.3 mm), no rellevants des del punt de vista mecànic, però poden suposar un punt d'entrada per a agents agressius. El formigó té una capacitat de autosanació capaç de tancar fissures menudes, produïda principalment per la hidratació continuada i la carbonatació. Estudis recents han intentat millorar eixa capacitat i dissenyar productes específics per aconseguir-la. Aquests productes inclouen, entre d'altres, additius cristal·lins, agents micro- o macroencapsulats, i fins i tot l'ús de bacteris. Els additius cristal·lins (CA) són un tipus d'additiu reductor per formigó que es considera que proporciona propietats de autosanació. No obstant, la manca de coneixement sobre el seu comportament limita el seu ús. A més, els mètodes per avaluar la autosanació de formigons encara no estan estandarditzats. Açò complica la realització d'una anàlisi crítica dels diferents productes i mètodes d'avaluació proposats a la literatura. Per respondre a aquesta manca de coneixement, els objectius d'aquesta tesi són: 1) estudiar i proposar procediments experimentals per avaluar els fenòmens d'autosanació en formigó i, 2) avaluar experimentalment les millores produïdes en introduir additius cristal·lins. Aquesta tesi inclou com assajos per a la determinació de l'autosanació: l'avaluació del tancament de fissures, la permeabilitat a l'aigua, flexió a tres punts i absorció capil·lar. A més, s'han realitzat diverses campanyes experimentals per validar els assajos proposats. Posteriorment, aquests assajos s'han utilitzat per analitzar la influència de diversos paràmetres: presència d'additius cristal·lins, nivell de dany, temps necessari per a la sanació, composició del formigó i condicions de sanació. Finalment, s'analitzen els efectes produïts en afegir additius cristal·lins en formigó en fluïdesa, resistència i hidratació. Els resultats mostren que el tancament de fissures és un assaig eficaç i senzill per avaluar l'autosanació. No obstant això, l'orientació de la fissura durant la sanació ha resultat ser de gran importància, i no considerar aquest aspecte pot portar a conclusions enganyoses. L'assaig de permeabilitat a l'aigua proposat presenta una bona estabilitat i és fàcil d'implementar en laboratoris. A més, les relacions obtingudes entre els paràmetres de fissura i la permeabilitat a l'aigua han confirmat la relació cúbica de la literatura. Aquest treball mostra que analitzar l'eficiència de l'autosanació amb el tancament de fissures pot sobreestimar la capacitat de sanació, comparada amb els resultats obtinguts-dues mitjançant permeabilitat a l'aigua. Els assajos de sorptivitat van resultar fàcils d'implementar, però, els resultats obtinguts en aquest treball van mostrar una alta dispersió i sensibilitat a les variacions en les fissures produïdes durant el procés de prefissuració. Pel que fa a l'avaluació de la recuperació mecànica, els resultats mostren que l'evolució de les propietats del formigó amb el temps és un paràmetre d'importància que, per tant, s'ha de considerar, especialment per fissures primerenques. En aquest treball s'ha obtingut que els additius cristal·lins potencien les reaccions d'autosanació, però tenen una capacitat limitada. La proximitat dels CA a la indústria és un punt positiu per a la seva inclusió com un nou tipus d'additiu de formigó. Tanmateix, els resultats obtinguts en aquesta tesi indiquen que calen més anàlisis per determinar els seus efectes complets en formigó, especialment pel que fa a l'autosanació. / Roig Flores, M. (2018). Self-healing concrete: efficiency evaluation and enhancement with crystalline admixtures [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/100082

Tesis por compendio / Esta tesis doctoral se encuentra desarrollada en los ámbitos de materiales, ensayos no destructivos y procesado de señal. Su propósito es aportar nuevas técnicas no destructivas centrándose tanto en su desarrollo como en su aplicación a sistemas reales. La evaluación de durabilidad y daño en materiales no homogéneos es el eje central de este documento, articulándolo en dos capítulos fundamentales. En primera instancia se evalúa el comportamiento del cemento reforzado con fibra de vidrio bajo esfuerzo de flexión. Múltiples señales ultrasónicas fueron adquiridas en todo el proceso de deformación de los elementos implementando una nueva técnica de adquisición multifrecuencia. En la fase posterior a la adquisición se determinaron parámetros lineales y no lineales de las señales ultrasónicas pulsadas correlacionando dichos parámetros con las curvas tensión - deformación descritas por los elementos ensayados. En el último bloque se expone el análisis de espectroscopía por impacto sobre probetas de mortero dañadas química y térmicamente. Se profundizó sobre el comportamiento dinámico no-lineal e histéretico de los elementos de mortero. El análisis del ablandamiento del módulo dinámico con el incremento de la amplitud de excitación es un tema de gran interés para la evaluación de daño, siendo la técnica actual dependiente de la adquisición de múltiples señales. En este contexto, se propone nueva técnica de procesado de señal capaz de extraer parámetros de esta naturaleza a partir de una única señal. / Aquesta tesi doctoral està desenvolupada als àmbits de materials, assajos no destructius i processament de senyals. El seu propòsit és aportar noves tècniques no destructives, centrades tant en el seu desenvolupament com en la seua aplicació a sistemes reals. L'avaluació de durabilitat i dany en materials no homogenis és l'eix central d'aquest document, format per dos capítols fonamentals. En primer lloc s'avalua el comportament del ciment reforçat amb fibra de vidre sotmès a esforç de flexió. Diverses senyals ultrasòniques van ser adquirides durant tot el procés de deformació dels elements que implementa una nova tècnica d'adquisició multifreqüència. En la fase posterior a l'adquisició es van determinar paràmetres lineals i no lineals de les senyals ultrasòniques polsades que correlacionen aquests paràmetres amb les corbes de tensió-deformació descrites pels elements assajats. Al tercer bloc s'exposa l'anàlisi d'espectroscòpia per impacte en provetes de morter malmeses químicament i tèrmicament. Es va aprofundir en el comportament dinàmic no lineal i histerètic dels elements de morter. L'anàlisi de l'estovament del mòdul dinàmic amb l'increment de l'amplitud de l'excitació és un aspecte molt interessant per a l'avaluació de dany, tècnica que actualment depèn de l'adquisició de diverses senyals. En aquest context, es proposa una nova tècnica de processament de senyal capaç d'extraure paràmetres d'aquesta natura a partir d'una única senyal. / This doctoral thesis is developed in materials, Non-Destructive Testing (NDT) and signal processing fields. Its purpose is to make a contribution in new non destructive techniques focusing in its development and application to real systems. Durability and damage evaluation in non-homogeneous materials is the keystone of this document, assembling the structure in two main chapters. In the first instance the behaviour of Glass-fiber Reinforced Cement under bending test is evaluated. Multiple ultrasonic signals during the deformation process of the specimens were acquired, implementing a new multi-frequency acquisition technique. After the acquisition stage, linear and non-linear parameters were calculated from the pulsed ultrasonic signals correlating those parameters with the stress strain curve described during the test. In the third chapter, the impact spectroscopy analysis applied to chemical and thermal damaged mortar samples is exposed. The non-linear histeretic behaviour of the mortar specimens was studied more in depth. The analysis of the dynamic modulus softening with increment of the excitation amplitude is a hot spot at this moment for damage evaluation, being the current technique depending on the multiple signals acquisition. In this context, a new technique is proposed which allows a non-linear parameters extraction from a single reverberation signal. / Genovés Gómez, V. (2018). New non-destructive testing techniques based on mechanical waves: Development and application to damage characterization on non-homogeneus materials [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114799 / Compendio

[EN] The importance of the maintenance and rehabilitation of existing structures has grown significantly in recent years. This accompanied by a very important decrease in the investments in the new construction, again after a period of growth in the number of constructed buildings. These facts have motivated that, currently, there is a large park of buildings need to be repaired and strengthened. The columns are the elements which failure may cause a complete collapse of the structure. In the case of reinforced concrete columns, it is possible to intervene well by means of a strengthening or a repair, whose goal will be to increase or to maintain its resistance, respectively. In fact, the repair of damages of different scope and magnitude on the outside of a column by means of repair mortars is an operation very usual in rehabilitation works. There are even European standards that prescribe the characteristics of the mortars to be used. Despite this, there are no references to study the effectiveness of a repair in reinforced concrete columns, which gives rise to a large uncertainty in the level of security that is reached in the repaired element. This lack of experimental results, together with the importance of this type of the action is that has motivated this investigation, which has studied the effectiveness of repair, using pre-bagged concrete repair mortars, of columns subjected to axially loaded. It has been determined the influence of the different geometric, mechanical and construction variables that they affect to the repair in the compressive strength of the column repaired. In order to do so, an experimental study has been realized in laboratory, in which the three most frequent cases of repair have been tested: complete repair of 4 sides, complete repair of one side and patch repair, with the variables raised in this investigation, kind of mortar (Class R3 and R4) and use or not of bonding primer. The final aim of this investigation will be to determine the efficacy of the repair according to the conditions in which it has been realized and to obtain a series of basic rules of design and execution of the repair. The results are analyzed and compared with the columns pattern, undamaged section without repair. The results of the investigation carried out indicates that repairs carried out with mortar Class R3 presented excellent results, while mortar Class R4, for the tested columns, only restores partially load-carrying capacity. In the case of the repair to 4 sides, if used a mortar Class R4 the load-carrying capacity on the column repaired only reached 64% of the original. In the case of the repair to 4 sides with mortar Class R3, the use of bonding primer does not have significant influence on the recovery of the load-carrying capacity. Not this way if there uses a mortar Class R4, where the use of a bonding primer improves significantly the result. Patch repair restores practically the load-carrying capacity of the structural element for both mortars (R3 and R4). In this case the use of bonding primer only has significant influence in the repair using mortar Class R4, showing an improvement of 9% more than if bonding primer is not used. In the complete repair of one side whit mortar Class R3 restores 97% of the load-carrying capacity loss while with mortar Class R4 only reaches to 66%, and without influence of the use or not of bonding primer. These results highlight the importance of the choice of the system, method and materials of the repair. These must be compatible with the materials and the state of the original structure. / [ES] En los últimos años ha crecido de manera significativa la importancia del mantenimiento y rehabilitación de estructuras existentes. Esto viene acompañado de un descenso muy importante en las inversiones en la construcción de obra nueva, después de un periodo de crecimiento en el número de edificios construidos. Estos hechos han motivado que, actualmente, exista un gran parque de edificaciones con necesidad de ser reparado o reforzado. Dentro de un edificio, los pilares son los elementos cuyo fallo puede provocar un colapso completo de la estructura. En el caso de los pilares de hormigón armado, se puede intervenir bien mediante un refuerzo o una reparación, cuyo fin será incrementar o mantener su resistencia, respectivamente. De hecho, la reparación de daños de diverso alcance y magnitud en la parte externa de un pilar mediante morteros de reparación es una operación muy habitual en obras de rehabilitación. Incluso existen normas europeas que prescriben las características de los morteros a utilizar. Pese a ello, no se dispone de referencias que estudien la efectividad de una reparación en pilares de hormigón armado, lo que da lugar a una gran incertidumbre en el grado de seguridad que se alcanza en el elemento reparado. Esta falta de resultados experimentales, junto con la importancia de este tipo de actuaciones es la que ha motivado esta investigación, en la que se ha estudiado la efectividad de la reparación, mediante morteros predosificados, de pilares sometidos a compresión centrada. Se ha determinado la influencia de las distintas variables geométricas, mecánicas y constructivas que afectan a la reparación en la resistencia a compresión del pilar reparado. Para ello se ha realizado un estudio experimental en laboratorio, en el que se han ensayado los tres casos de reparación más frecuentes en la práctica: reparación integral a cuatro caras, reparación integral a una cara y reparación por parcheo, con las variables planteadas en esta investigación, clase de mortero (Clases R3 y R4) y utilización o no de puente de unión. El objetivo final de esta investigación será determinar la eficacia de la reparación en función de las condiciones en las que se ha realizado y obtener una serie de reglas básicas de diseño y ejecución para la reparación. Los resultados son analizados y comparados con los pilares patrón, sección intacta sin reparación. De los resultados de la investigación realizada se desprende que, las reparaciones realizadas con mortero Clase R3 presentan unos excelentes resultados, mientras que el mortero Clase R4, para los pilares ensayados, únicamente restituye de forma parcial la capacidad portante. Para el caso de la reparación a 4 caras, si se emplea un mortero Clase R4 la capacidad portante del pilar reparado tan sólo alcanza un 64% de la original. Para el caso de reparación de las 4 caras con mortero Clase R3, el empleo de un puente de unión no tiene una influencia significativa en la recuperación de la capacidad portante. No así si se emplea un mortero Clase R4, donde el empleo de un puente de unión mejora significativamente el resultado. La Reparación por Parcheo prácticamente restaura la capacidad portante del elemento estructural para ambos morteros (R3 y R4). En este caso la utilización del puente de unión solo tiene influencia significativa en la reparación mediante mortero Clase R4, presentando una mejoría de un 9% más que si no se utiliza el puente de unión. En la Reparación Integral a 1 Cara con mortero Clase R3 se restituye un 97% de la capacidad portante perdida mientras que con mortero Clase R4 tan solo se llega a un 66%, y sin influencia de la utilización o no del puente de unión. Estos resultados resaltan la importancia de la elección del sistema, método y materiales de la reparación. Estos deben ser compatibles con los materiales y el estado de la estructura original. / [CA] En els últims anys ha crescut de manera significativa la importància del manteniment i rehabilitació d'estructures existents. Açò ve acompanyat d'un descens molt important en les inversions en la construcció d'obra nova, després d'un període de creixement en el nombre d'edificis construïts. Estos fets han motivat que, actualment, existisca un gran parc d'edificacions amb necessitat de ser reparat o reforçat. Dins d'un edifici, els pilars són els elements la fallada dels quals pot provocar un col·lapse complet de l'estructura. En el cas dels pilars de formigó armat, es pot intervindre bé per mitjà d'un reforç o una reparació, el fi de la qual serà incrementar o mantindre la seua resistència, respectivament. De fet, la reparació de danys de divers abast i magnitud en la part externa d'un pilar per mitjà de morters de reparació és una operació molt habitual en obres de rehabilitació. Inclús hi ha normes europees que prescriuen les característiques dels morters a utilitzar. A pesar d'això, no es disposa de referències que estudien l'efectivitat d'una reparació en pilars de formigó armat, la qual cosa dóna lloc a una gran incertesa en el grau de seguretat que s'aconseguix en l'element reparat. Esta falta de resultats experimentals, junt amb la importància d'este tipus d'actuacions és la que ha motivat aquesta investigació, en la que s'ha estudiat l'efectivitat de la reparació, per mitjà de morters predosificats, de pilars sotmesos a compressió centrada. S'ha determinat la influència de les distintes variables geomètriques, mecàniques i constructives que afecten la reparació en la resistència a compressió del pilar reparat. Per a això s'ha realitzat un estudi experimental en laboratori, en el que s'han assajat els tres casos de reparació més freqüents en la pràctica: reparació integral a quatre cares, reparació integral a una cara i reparació per parcheo, amb les variables plantejades en esta investigació, classe de morter (Classes R3 i R4) i utilització o no de pont d'unió. L'objectiu final d'esta investigació serà determinar l'eficàcia de la reparació en funció de les condicions en què s'ha realitzat i obtindre una sèrie de regles bàsiques de disseny i execució per a la reparació. Els resultats són analitzats i comparats amb els pilars patró, secció intacta sense reparació. Dels resultats de la investigació realitzada es desprén que, les reparacions realitzades amb morter Classe R3 presenten uns excel·lents resultats, mentres que el morter Classe R4, per als pilars assajats, únicament restituïx de forma parcial la capacitat portant. Per al cas de la reparació a 4 cares, si s'empra un morter Classe R4 la capacitat portant del pilar reparat tan sols aconseguix un 64% de l'original. Per al cas de reparació de les 4 cares amb morter Classe R3, l'ocupació d'un pont d'unió no té una influència significativa en la recuperació de la capacitat portant. No així si s'empra un morter Classe R4, on l'ocupació d'un pont d'unió millora significativament el resultat. La Reparació per Parcheo pràcticament restaura la capacitat portant de l'element estructural per a ambdós morters (R3 i R4). En este cas la utilització del pont d'unió només té influència significativa en la reparació per mitjà de morter Classe R4, presentant una millora d'un 9% més que si no s'utilitza el pont d'unió. En la Reparació Integral a 1 Cara amb morter Classe R3 es restituïx un 97% de la capacitat portant perduda mentres que amb morter Classe R4 tan sols s'arriba a un 66%, i sense influència de la utilització o no del pont d'unió. Estos resultats ressalten la importància de l'elecció del sistema, mètode i materials de la reparació. Aquestos han de ser compatibles amb els materials i l'estat de l'estructura original. / Ortega Palanco, AI. (2016). Contribución al estudio del comportamiento de pilares de hormigón armado reparados mediante morteros predosificados sometidos a comprensión centrada [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62583

[ES] Las láminas de hormigón armado utilizan principalmente su forma como meca-nismo resistente. Son estructuras extremadamente eficientes y bellas. El desarrollo de este tipo de estructuras se inicia en torno a los años 20 del siglo XX alcanzando su esplendor cuantitativo y cualitativo en torno a los años 50 y 60. Su ocaso les llega en las décadas siguiente, fundamentalmente por motivos económicos. Su breve período de existencia hace que los ejemplos que tenemos de esta tipología sean muy limitados. Por cuestiones relativas a la durabilidad del hormigón armado, la protección de este singular patrimonio arquitectónico resulta necesaria y urgente, de modo especial en la Comunitat Valenciana (España) con un clima costero con cloruros agresivos para las estructuras de hormigón, especialmente para aquellas de escaso espesor y por lo tanto reducido recubrimiento del armado. El presente estudio pretende la caracterización histórica, constructiva y estructural de las estructuras laminares de hormigón armado en la Comunitat Valenciana. Para ello se ha realizado una labor previa de localización y documentación de die-cisiete estructuras para su completa catalogación. El objetivo final es la divulgación y puesta en valor, de esta tipología estructural en la Comunitat Valenciana con la esperanza de que administraciones y propietarios emprendan acciones para su conservación, rehabilitación y protección. Con su puesta en común podemos estudiar los distintos tipos de subcategorías de esta tipología, sus características comunes y diferenciadoras, el contexto histórico de su aparición, la evolución de su tecnología constructiva a lo largo de la historia, comparar los problemas que han afrontado en las fases de proyecto y ejecución o las lesiones que han sufrido a lo largo de su vida útil de cara a la prevención necesaria para una adecuada conservación. En la segunda parte de este trabajo, basada en tres artículos publicados, se estudia en detalle de la iglesia de San Nicolás del Grao de Gandía (España), de modo que sirva como primer paso para posteriores estudios en profundidad de los otros ejemplos de láminas en la Comunitat Valenciana. La iglesia de San Nicolás de Gandía (1962) es la obra póstuma del prestigioso ingeniero Eduardo Torroja Miret (1899-1961) en colaboración con el arquitecto Gonzalo Echegaray Comba y el ingeniero Jaime Nadal Aixalá. Torroja, fue pionero en el uso del hormigón pretensado, utilizándolo de modo variado e ingenioso en muchas de sus obras. Esta tecnología le permitió conseguir el estado tensional adecuado en el hormigón a la vez que garantizar su estanqueidad. Su intuición y experiencia le llevaron a asesorar en el desarrollo del método de tesado y anclaje patentado como "Método Barredo". La estructura de la iglesia de San Nicolás consiste en dos láminas plegadas de hormigón armado apoyadas en los pórticos testeros del edificio. Se trata de una solución innovadora, para salvar una luz de 29 m. El comportamiento de las láminas fue mejorado mediante una serie de costillas de rigidización y un sistema de tendones postesados que permitió minimizar los efectos de flexión esviada derivados de la sección asimétrica de dichas láminas. Los valores obtenidos de dos modelos informáticos de elementos finitos muestran una buena correspondencia con los cálculos realizados a manos por el ingeniero, reafirmando su excelente intuición estructural. Los resultados ayudan a comprender el funcionamiento de esta ingeniosa y compleja estructura. En 1996 se realizó un estudio detallado de la patología constructivas presentes en la iglesia, especialmente fisuras y desprendimiento del recubrimiento de hormigón por corrosión de las armaduras. Se describen también las lesiones presentes en el edificio y el proyecto y obras de rehabilitación que comenzaron en el año 2001 y culminaron en el año 2012, 50 aniversario de la iglesia. / [CA] Les làmines de formigó armat utilitzen principalment la seva forma com a mecanisme resistent. Són estructures extremadament eficients i belles. El desenvolupament d'aquest tipus d'estructures s'inicia al voltant dels anys 20 de segle XX aconseguint els seus any daurats quantitatius i qualitatius al voltant dels anys 50 i 60. El seu ocàs comença a la dècada següent, fonamentalment per motius econòmics. El seu breu període d'existència, és causa de que els exemples que tenim d'aquesta tipologia siguin molt limitats. Per qüestions relatives a la durabilitat del formigó armat, la protecció d'aquest singular patrimoni arquitectònic resulta necessària i urgent, de manera especial a la Comunitat Valenciana (Espanya) amb un clima de costa amb clorurs agressius per a les estructures de formigó, especialment per a aquelles d'escàs gruix i per tant reduït recobriment de l'armat. El present estudi pretén la caracterització històrica, constructiva i estructural de les estructures laminars de formigó armat a la Comunitat Valenciana. Per a això s'ha realitzat una tasca prèvia de localització i documentació de disset estructures per a la seva completa catalogació. L'objectiu final és la divulgació i posada en valor, d'aquesta tipologia estructural a la Comunitat Valenciana amb la esperança que administracions i propietaris emprenguin accions per a la seva conservació, rehabilitació i protecció. Amb la seva posada en comú podem estudiar els diferents tipus de subcategories d'aquesta tipologia, les seves característiques comunes i diferenciadores, el context històric de la seva aparició, l'evolució de la seva tecnologia constructiva al llarg de la història, comparar els problemes que han afrontat en les fases de projecte i execució o les lesions que han patit al llarg de la seva vida útil de cara a la prevenció necessària per a una adequada conservació. A la segona part d'aquest treball, basada en tres articles publicats, s'estudia en detall de l'església de Sant Nicolau del Grau de Gandia (Espanya), de manera que serveixi com a primer pas per a posteriors estudis en profunditat dels altres exemples de làmines a la Comunitat Valenciana. L'església de Sant Nicolau de Gandia (1962) és l'obra pòstuma de el prestigiós enginyer Eduardo Torroja Miret (1899-1961) en col·laboració amb l'arquitecte Gonzalo Echegaray Comba i l'enginyer Jaime Nadal Aixalá. Torroja, va ser pioner en l'ús del formigó pretesat, utilitzant-lo de manera variada i enginyosa en moltes de les seves obres. Aquesta tecnologia li va permetre aconseguir l'estat tensional adequat en el formigó a l'hora que garantir la seva estanquitat. La seva intuïció i experiència van portar a assessorar en el desenvolupament del mètode de tesat i ancoratge patentat com "Mètode Barredo". L'estructura de l'església de Sant Nicolau consisteix en dues làmines plegades de formigó armat recolzades en els pòrtics extrems de l'edifici. Es tracta d'una solució innovadora, per salvar una llum de 29 m. El comportament de les làmines és millorat mitjançant una sèrie de costelles de rigidització i un sistema de tendons posttesats que va permetre minimitzar els efectes de flexió esviada derivats de la secció asimètrica d'aquestes làmines. Els valors obtinguts de dos models informàtics d'elements finits mostren una bona correspondència amb els càlculs realitzats a mà per l'enginyer, reafirmant la seva excel·lent intuïció estructural. Els resultats ajuden a comprendre el funcionament d'aquesta enginyosa i complexa estructura. El 1996 es va realitzar un estudi detallat de les patologies constructives presents a l'església, especialment fissures i despreniment de el recobriment de formigó per corrosió de les armadures. Es descriuen també les lesions presents a l'edifici i el projecte i obres de rehabilitació que van començar l'any 2001 i van culminar en l'any 2012, 50 aniversari de l'església. / [EN] Shell concrete structures mainly use their shape as a resistant mechanism. They are extremely efficient and beautiful structures. The development of this type of structures began around the 20s of the 20th century, reaching its quantitative and qualitative golden years around the 50s and 60s. Its decline came in the following decades, mainly for economic reasons. The examples we have of this typology are very few because its short period of existence . The protection of this unique architectural heritage is necessary and urgent, especially in the Valencian Region (Spain) because durability of reinforced concrete in a coast environment with chlorides floating in the air attacking reinforced concrete structures, especially for those of fewer thickness and reduced coating of the reinforcement. The present study aims at the historical, constructive and structural characterization of the reinforced concrete shell structures in Valencian Region. At this point, a preliminary task of locating and documenting seventeen structures has been carried out for their complete cataloging. The final objective is the dissemination and enhancement of this structural typology in the Valencian Region with the hope that administrations and owners will undertake actions for its conservation, rehabilitation and protection. In the catalogue are exposed the different types of subcategories of this typology, their common and different characteristics, their birth historical context, the evolution of their construction technology throughout history, compare the problems they have faced in the design and execution phases or the injuries that they have suffered throughout their useful life with a view to the prevention necessary for proper conservation. In the second part of this work, based on three published articles, the church of San Nicolás del Grao in Gandía (Spain) is studied in detail, so that it serves as a first step for later in-depth studies of the other examples of shells in Valencian Region. The church of San Nicolás de Gandía (1962) is the last work of famous engineer Eduardo Torroja Miret (1899-1961) in collaboration with architect Gonzalo Echegaray Comba and engineer Jaime Nadal Aixalá. Torroja, was a pioneer in the use of prestressed concrete, using it in diferent and ingenious ways in many of his works. This technology allowed it to achieve the desired tension state in the concrete while its tightness is guaranteed. His intuition and experience led him to advise on the development of the patented tensioning and anchoring method "Barredo Method". San Nicolás' Curch's structure consists of two folded plates of reinforced concrete supported on the extreme concrete frames of the building. It is an innovative solution for a span of 29 m. The behavior of the plates was improved by means of a series of stiffening ribs and a post-tensioned tendon system that made it possible to minimize the effects of skewed bending produced by the asymmetric section the plates. The values obtained from two finite element computer models show a good correspondence with the calculations carried out by the engineer, reaffirming his excellent structural intuition. The results help to understand how this ingenious and complex structure works. In 1996 a detailed study of the construction pathologies present in the church was carried out. cracks and detachment of the concrete coating due to corrosion of the steel reinforcements, were specially studied. The project and rehabilitation works that began in 2001 and culminated in 2012, the 50th anniversary of the church, are also described. / Arnau Paltor, FA. (2021). Estudio y caracterización de las estructuras laminares de hormigón armado en la Comunitat Valenciana [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/174526

En los últimos años ha habido un interés creciente por todos los temas relacionados con la rehabilitación y refuerzo de estructuras de hormigón armado. El motivo principal por el que se desarrolla este campo de la ingeniería civil es por el inevitable envejecimiento de las estructuras existentes, pero también intervienen otros factores de carácter económico, medioambiental, o las variaciones de normativa provocadas por un mayor conocimiento del medio. El presente trabajo de investigación surge de la necesidad de ampliar el conocimiento del modo de funcionamiento de los soportes de hormigón armado reforzados con angulares y presillas metálicas, al ser uno de los métodos más empleados en nuestro país. El estudio se ha iniciado realizando una revisión de la literatura científica en relación al estado del conocimiento de: - Refuerzo de soportes de hormigón armado. - Ingluencia del confinamiento en el incremento de resistencia a compresión del soporte. Se ha concebido y desarrollado ensayos experimentales que permiten conocer y analizar el modo de comportamiento de los soportes reforzados reniendo en cuenta distintas variables que pueden producirse en su configuración. Tras el análisis de los resultados experimentales, que permite la elaboración de un modelo conceptual de comportamiento, y la comparación con formulaciones existentes hasta la fecha se confirma la necesidad de la elaboración de métodos simplificados más aproximados. Se han propuesto métodos simplificados para el análisis de soportes reforzados con perfiles metálicos empresillados, válidos para su aplicación en el diseño y proyecto de rehabilitación y refuerzo de estructuras de hormigón armado. Igualmente se han definido recomendaciones de diseño y ejecución para obtener la eficiencia óptima de la actuación. Finalmente se ha constatado la viabilidad de la aplicación de los métodos de cálculo simplificados propuestos ampliándose de esta manera el estado de conocimiento del comportamiento de un tramo d / Giménez Carbó, E. (2007). Estudio experimental y numérico de soportes de hormigón armado reforzados con perfiles metálicos sometidos a esfuerzos de compresión simple [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1966

Cada vez son más frecuentes las situaciones en las que resulta necesario el refuerzo de estructuras existentes. Sin embargo, las investigaciones relacionadas con este tema son más bien escasas, sobre todo cuando se trata del refuerzo y reparación de soportes de hormigón armado (en adelante HA). Los soportes de una estructura de edificación son los elementos que sustentan el conjunto de la estructura, por lo que los fallos en su comportamiento suponen un riesgo de colapso del edificio completo. Si a esto se une el hecho de que un porcentaje considerable de los daños detectados en estructura de edificación se localiza en estos elementos, queda de manifiesto el problema que implica la falta de recomendaciones de diseño y cálculo, así como de investigaciones relacionadas con el refuerzo de soportes de HA. Considerando que la técnica de reforzar soportes de HA mediante angulares y presillas metálicas es una de las más empleadas en la actualidad, coincidiendo además con que es una de las menos estudiadas hasta la fecha, queda de manifiesto la necesidad de estudiar el comportamiento de esta técnica de refuerzo. Con este objeto, se plantea la investigación "Estudio experimental y numérico de soportes de hormigón armado reforzados con perfiles metálicos sometidos a esfuerzos de compresión y flexo-compresión", financiada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de España con cargo al proyecto de investigación MAT 2003-08075, cofinanciado con fondos FEDER. Esta investigación se desarrolla en el Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universidad Politécnica de Valencia. La presente Tesis Doctoral, se engloba dentro del proyecto de investigación descrito en el párrafo anterior, y en ella se estudia el comportamiento de soportes de HA reforzados mediante angulares y presillas metálicas sometidos a compresión centrada. Se efectúa también el estudio del comportamiento del nudo viga-soporte, analizando diversos modos de resolver dicho nudo. A partir de los r / Adam Martínez, JM. (2008). Contribución al estudio de soportes de hormigón armado reforzados con angulares y presillas metálicas. Análisis del soporte y del nudo viga soporte sometidos a compresión centrada [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1982

Cada año se construyen miles de metros cuadrados de estructura y forjados de edificios en España empleando sistemas y procesos que se basan en apoyar las estructuras auxiliares de apuntalamiento (cimbra) sobre forjados hormigonados recientemente. La mejora del plazo y economía del proceso constructivo, estriba en recuperar la mayor parte de las estructuras auxiliares en el menor tiempo posible. Con este objetivo se emplea en España una operación conocida como clareado o descimbrado parcial. La técnica consiste en la retirada del encofrado y de más del 50 % de los puntales que soportan el forjado pocos días después de su hormigonado. Esta operación, a pesar de su extendido uso en España, ha sido poco estudiada hasta la fecha. Por lo tanto, actualmente existe la incertidumbre sobre el modo en que se transmiten las cargas entre forjados y puntales durante la construcción de la estructura. La presente Tesis Doctoral estudia el efecto que tiene el clareado sobre la transmisión de cargas entre forjados y puntales, durante el proceso constructivo de forjados sucesivos de hormigón in situ. Este estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación "Estudio experimental y numérico de la construcción de forjados hormigonados in situ mediante sistemas de cimbrado y descimbrado", financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia de España, proyecto BIA 2004-02085. Esta investigación se ha desarrollado en el Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universidad Politécnica de Valencia. Para determinar la influencia que tiene el clareado sobre la transmisión de cargas entre forjados y puntales, se ha desarrollado un estudio experimental. En dicho estudio, se ha medido la distribución de cargas en los puntales durante la construcción de un edificio de tres plantas a escala real, estando todos los forjados formados por losas maciza de hormigón armado. / Alvarado Vargas, YA. (2009). Estudio experimental y numérico de la construcción de forjados hormigonados in situ mediante un proceso de cimbrado, clareado y descimbrado de plantas consecutivas [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7285

En los últimos tiempos, el empleo de perfiles tubulares de acero rellenos de hormigón ha experimentado un notable incremento debido a su buen comportamiento, por una parte, estructural, al combinar el efecto del hormigón y del acero trabajando conjuntamente, y por otra, en situación de incendio, al presentar unos elevados tiempos de resistencia al fuego sin necesidad de protección externa. Una extensa revisión del estado actual del conocimiento ha permitido constatar que, si bien el comportamiento frente al fuego de estos perfiles tubulares de acero rellenos de hormigón ha sido investigado en profundidad en las últimas décadas, el número de investigaciones experimentales específicamente diseñadas para evaluar la resistencia al fuego de pilares tubulares circulares de acero esbeltos rellenos de hormigón de alta resistencia sometidos a cargas excéntricas es escaso. Este trabajo de investigación analiza una campaña experimental consistente en el desarrollo de 40 ensayos de resistencia al fuego sobre pilares tubulares circulares de acero esbeltos rellenos de hormigón, tanto de resistencia normal como de alta resistencia, y sometidos a la acción de cargas centradas y excéntricas, con el fin de analizar la influencia de estas variables. Así, los parámetros de diseño de este programa experimental son el valor nominal de la resistencia a compresión del hormigón (30 y 90 MPa), el tipo de hormigón de relleno (en masa, reforzado con armaduras de acero y reforzado con fibras de acero), el nivel de carga (20 y 40%) y la excentricidad de la carga (0, 20 y 50 mm). Todos los pilares ensayados tienen una longitud total de 3180 mm y un diámetro exterior de 159 mm, siendo el espesor de la pared del tubo de acero de 6 mm. Como condiciones de contorno se considera empotrado el extremo inferior de cada pilar y articulado el superior, siendo el valor de la esbeltez relativa a temperatura ambiente de los pilares superior a 0,5 en todos los casos analizados. Finalmente, los resultados obtenidos en los ensayos experimentales se comparan con las previsiones de diferentes métodos de cálculo simplificado propuestos por la normativa vigente a nivel internacional con el fin de validar la precisión de estos métodos, confirmando que el Eurocódigo 4 proporciona predicciones inseguras para pilares circulares esbeltos CFT sometidos a cargas centradas y excesivamente conservadoras cuando la carga es excéntrica. / Moliner Besalduch, V. (2014). Análisis experimental de la resistencia al fuego de pilares tubulares circulares de acero esbeltos rellenos de hormigón [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/35327

[ES] El hormigón es considerado como uno de los principales materiales de construcción más ampliamente utilizado en obras de infraestructuras. Su consideración como material de gran durabilidad y su ventajosa relación calidad-precio en comparación con otros materiales le ha hecho indispensable en la era moderna. Sin embargo, las fisuras son prácticamente inevitables en las estructuras de hormigón armado y se consideran como uno de sus puntos débiles, ya que comprometen la durabilidad de las infraestructuras y pueden generar condiciones inseguras. Hay muchas técnicas de reparación para sellar y sanar las fisuras, pero suelen ser costosas y requieren tiempo de intervención. Por esta razón, en los últimos años, se han realizado muchas investigaciones buscando alternativas para resolver estos problemas desarrollando una nueva generación de hormigones que se han denominado hormigones auto sanables. Se ha demostrado que las tecnologías de auto sanado cierran eficazmente las fisuras parcial o totalmente en un sistema cementoso. Sin embargo, los estudios a nivel del hormigón son todavía bastante limitados y en la mayoría de los casos las dosificaciones de la mezcla no fueron optimizados para la introducción de agentes de autosanado. Del estudio amplio de la literatura se aprecia que la incorporación de agentes de autosanado no siempre conllevan efectos positivos en las propiedades del hormigón. En consecuencia, según el tipo de agente de sellado/sanado, será necesario optimizar la dosificación para garantizar que no reduce en alguna medida las prestaciones del hormigón colocado. Se analiza un amplio espectro de agentes de sanado/sellado: bacterias (BAC), adiciones cristalinas (CA), biomasas y agentes incorporados en micro o macro cápsulas. Previamente a su introducción en el hormigón se evaluó su compatibilidad con los materiales cementosos, como información básica para el diseño de las mezclas. La optimización del diseño de las mezclas de hormigón se llevó a cabo dependiendo del agente elegido y los objetivos de la investigación. Al utilizar CA, se encontró que aumentar su dosis y el contenido en cemento conducía a mejorar la eficiencia de curación (HE) y la de sellado (SE). La variación de la relación agua-cemento (a/c) no produjo una mejora notable de HE y SE. Se profundizó el conocimiento sobre las propiedades de adherencia entre las armaduras y la matriz de hormigón. La inclusión de agentes de sanado (BAC, CA, biomasas) conllevó la mejora de la adherencia con un crecimiento del 57% cuando se adiciona CA. Aunque la presencia de fisuras longitudinales redujo críticamente la adherencia, se logró una recuperación importante gracias a los efectos del auto sanado. Se encontraron efectos contrapuestos del uso de microcápsulas. Se confirma una reducción significativa de la resistencia mecánica y una mejora significativa del sellado. Los parámetros de diseño de mezcla se optimizaron para compensar la reducción de resistencia, con un programa experimental con diseño factorial completo. Por la estructura inerte, las macrocápsulas tiende a perturbar el empaquetamiento de los áridos. Para la optimización de la mezcla se desarrolló un modelo de empaquetamiento de partículas modificado para predecir la proporción de huecos de las mezclas de áridos y cápsulas. Con todo, el resultado de esta investigación puede servir como guía para comprender la contribución de los parámetros de diseño de mezclas que afectan las propiedades de auto sanado, que potencialmente ayudará a investigadores e ingenieros a formular mezclas de hormigón para aplicaciones de auto sanado. / [CA] El formigó és considerat un dels principals materials de construcció més àmpliament utilitzat en obres d'infraestructures. La seua consideració com a material de gran durabilitat i la seua relació qualitat-preu avantatjosa en comparació amb altres materials l'ha fet indispensable en l'era moderna. Tot i això, les fissures són pràcticament inevitables en les estructures de formigó armat i es consideren com un dels seus punts febles, ja que comprometen la durabilitat de les infraestructures i poden generar condicions insegures. Hi ha moltes tècniques de reparació per segellar i curar les fissures, però solen ser costoses i requereixen temps d'intervenció. Per aquesta raó, en els darrers anys, s'han realitzat moltes investigacions buscant alternatives per resoldre aquests problemes desenvolupant una nova generació de formigons que s'han anomenat formigons auto sanables. S'ha demostrat que les tecnologies de auto curat tanquen eficaçment les fissures parcialment o totalment en un sistema de ciment. Tot i això, els estudis a nivell del formigó són encara força limitats i en la majoria dels casos les dosificacions no van ser optimitzades per a la introducció d'agents d'auto curat. De l'estudi ampli de la literatura s'aprecia que la incorporació d'agents d'auto curat no sempre comporta efectes positius en les propietats del formigó. En conseqüència, segons el tipus d'agent de segellat/curat, cal optimitzar la dosificació per garantir que no redueix en alguna mesura les prestacions del formigó. S'analitza un ampli espectre d'agents de curat / segellament: bacteris (BAC), addicions cristal·lines (CA), biomassa i agents incorporats en micro o macro càpsules. Prèviament a la seua introducció al formigó es va avaluar la compatibilitat amb els conglomerants, com a informació bàsica per al disseny de mescles. L'optimització del disseny de les mescles de formigó es va dur a terme depenent de l'agent elegit i els objectius de la investigació. En utilitzar CA, es va trobar que augmentar-ne la dosi i el contingut en ciment conduïa a millorar l'eficiència de curació (HE) i la de segellat (SE). La variació de la relació aigua-ciment (a/c) no va produir una millora notable de HE i SE. S'aprofundí el coneixement sobre les propietats d'adherència entre les armadures i la matriu de formigó. La inclusió d'agents de curació (BAC, CA, biomassa) va comportar la millora de l'adherència amb un creixement del 57% quan s'hi afegeix CA. Tot i que la presència de fissures longitudinals va reduir críticament l'adherència, es va aconseguir una recuperació important gràcies als efectes del auto curat. S'han trobat efectes contraposats de l'ús de microcàpsules. Es confirma una reducció significativa de la resistència mecànica i una millora significativa del segellat. Els paràmetres de disseny de mescla es van optimitzar per compensar la reducció de resistència, amb un programa experimental amb disseny factorial complet. Per la seua estructura inert, les macrocàpsules tendeixen a pertorbar l'empaquetament dels àrids. Per optimitzar la mescles es va desenvolupar un model d'empaquetament de partícules modificat per predir la proporció de buits de les mescles d'àrids i càpsules. Amb tot, el resultat d'aquesta investigació pot servir com a guia per comprendre la contribució dels paràmetres de disseny de barreges que afecten les propietats de auto curat, que potencialment ajudarà investigadors i enginyers a formular barreges de formigó per a aplicacions de auto curat. / [EN] Concrete has been widely used as a major material for infrastructure works. The durable character and the advantageous price-quality ratio compared to other materials have made concrete indispensable in the modern era. However, cracks in concrete structures are inevitable and are known as one of the inherent weaknesses of concrete, thereby making a threat to the durability of infrastructure which can lead to unsafe conditions. There are many repair techniques to seal and heal the cracks, but these approaches are costly and time-consuming. Therefore, during past years, many researchers searched for alternatives to solve these problems by developing a new generation of concrete namely self-healing concrete. Self-healing technologies have proven to effectively close cracks partially or fully in the cementitious system. However, studies on the concrete level are still rather limited and in most cases, the mix designs were not optimized for the introduction of healing agents. Based on a comprehensive literature, it was revealed that not all healing/sealing agents induce positive effects to the concrete properties. Consequently, an optimization of the mix designs is necessary to guarantee that these agents do not negatively affect the concrete properties to some extent. In this PhD dissertation, a wide range of healing/sealing agents were utilized such as bacteria (BAC), crystalline admixture (CA), biomasses, micro- and macro-encapsulated agents. Prior to the introduction of these agents into the concrete, the compatibility between healing/sealing agents and cementitious materials was evaluated to serve as a basic input for designing the concrete mixtures. The optimizations of concrete mix designs were carried out depending on the choice of the agents and the research objectives. When using CA, it was found that increasing the CA dosage and cement content in the mix design improved the healing efficiency (HE) and sealing efficiency (SE). Varying the water-cement ratio (w/c) did not give a remarkable improvement of HE and SE. A deep insight in the bond properties between the steel reinforcement and the self-healing concrete matrix was achieved. The inclusion of healing agents (i.e., BAC, CA, biomasses) possessed a bond strength improvement with the highest enhancement of 57% attained by the CA addition. Although the presence of a longitudinal crack critically reduced the bond strength, a bond restoration was achieved due to self-healing effects. Dual effects of using microcapsules were found, confirming a significant reduction of mechanical strength and a significant sealing improvement. Therefore, the mix design parameters were optimized to compensate the strength reduction via full factorial designs. With respect to the inert structure, the incorporation of macrocapsules tended to disturb the packing of aggregates. Hence, a modified particle packing model was developed to predict the voids ratio of aggregate-capsules mixtures. All in all, the outcome of this PhD research can serve as a guidance to understand the contribution of mix design parameters affecting the self-healing concrete properties. This potentially helps researchers and engineers to formulate their concrete mixtures for self-healing application. / This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 860006. / Hermawan, H. (2023). Optimised Mix designs for Self-Healing Concrete [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202610