[ES] La adición de fibras a la matriz cementicia ha sido una práctica común desde los años sesenta para mejorar las propiedades de los hormigones tradicionales. Con el tiempo, los avances en la tecnología han llevado a la introducción de varios tipos de fibras en el mercado, dado lugar a diferentes tipos de hormigones reforzados con fibras (FRC). En comparación con las fibras de acero, las macro- fibras sintéticas han aparecido recientemente. A pesar de los estudios sobre su comportamiento, no se ha estudiado exhaustivamente cómo la temperatura afecta al hormigón reforzado con macro-fibras sintéticas (MSFRC). El uso de MSFRC podría promoverse siempre y cuando se llevaran a cabo más investigaciones sobre su comportamiento para verificar su desempeño. El propósito de esta Tesis surge de la necesidad de comprender el comportamiento mecánico del MSFRC bajo temperaturas y aclarar ciertas implicaciones, como el efecto de la prefisuración en su envejecimiento (por temperatura). Este trabajo analiza el comportamiento a corto (3 días de exposición) y largo plazo (90 y 180 días de exposición) de tres tipos de MSFRCs y un hormigón reforzado con fibras de acero (SFRC) bajo diferentes condiciones ambientales extremas (temperaturas que oscilan entre -15 y 60 °C). Además, se evalúa el comportamiento de una macro-fibra sintética comercial, a nivel de filamento (de -30 a 140 °C) y también se estudia la interacción entre la fibra y la matriz a meso-escala (de -30 a 40 °C). Para su investigación, se han utilizado diferentes metodologías: compresión en cubos de 150 mm de lado y ensayos de flexión a tres puntos en vigas de 150 × 150 × 600 mm, ensayo uniaxial en fibras y en cilindros entallados de 150 × Ø125 mm. Todos estos ensayos se realizaron bajo las temperaturas objetivo. Los resultados muestran que las propiedades de la fibra estudiada dependen de la temperatura. Además, la temperatura y del tiempo de exposición afectan las propiedades mecánicas analizadas de los MSFRCs, pero estos efectos no son muy importantes. Estos resultados están respaldados por un estudio estadístico que, a su vez, ha permitido desarrollar una aproximación numérica sim-ple a las propiedades mecánicas del FRC cuando se diseña para condiciones ambientales extremas a lo largo del tiempo. Esta Tesis promueve la comprensión de los FRCs, particularmente los MSFRCs, mejorando la confianza en su aplicación en proyectos de ingeniería civil. / [CA] L'addició de fibres a la matriu cimentosa ha sigut una pràctica comuna des dels anys seixanta per a millorar les propietats dels formigons tradicionals. Amb el temps, els avanços en la tecnologia han portat a la introducció de diversos tipus de fibres en el mercat, resultant en diferents tipus de formigons reforçats amb fibres (FRC). En comparació amb les fibres d'acer, les macro- fibres sintètiques han aparegut recentment. Malgrat els estudis sobre el seu comportament, no s'ha estudiat exhaustivament com la temperatura afecta al formigó reforçat amb macro-fibres sintètiques (MSFRC). L'ús de MSFRC podria promoure's sempre que es dugueren a terme més investigacions sobre el seu comportament per a el seu acompliment. El propòsit d'esta Tesi sorgix de la necessitat de comprendre el comportament mecànic del MSFRC sota temperatures no estàndard i aclarir unes certes implicacions, com a elements MSFRC prefissurats i no prefissurats, en termes d'envelliment (per temperatura). Este treball analitza el comportament a curt (3 dies d'exposició) i llarg termini (90 i 180 dies d'exposició) de tres tipus de MSFRCs i un formigó reforçat amb fibres d'acer (SFRC) baix diferents condicions ambientals extremes (temperatures que oscil·len entre -15 i 60 °C). A més, s'avalua el comportament d'una fibra comercial tipus II, a nivell de filament (de -30 a 140 °C) i també s'estudia la interacció entre la fibra i la matriu a meso-escala (de -30 a 40 °C). Per al seu investigació, s'han utilitzat diferents metodologies: compressió en cubs de 150 mm de costat i assajos de flexió en tres punts en bigues de 150 × 150 × 600 mm, assaig uniaxial en fibres i en cilindres dentats de 200 × Ø125 mm. Tots estos assajos es van realitzar en condicions de servici, és a dir, a les temperatures objectiu. Els resultats mostren que les propietats de la fibra estudiada depengen de la temperatura. A més, la temperatura i el temps de exposició són factors importants en les propietats mecàniques analitzades dels MSFRCs. Estos resultats estan recolzats per un estudi estadístic que, al seu torn, ha permés desenvolupar una aproximació numèrica simple a les propietats mecàniques del FRC quan es dissenya per a condicions ambientals extremes al llarg del temps. Esta Tesi promou la comprensió dels FRC, particularment els MSFRC, que poden millorar la confiança en l'aplicació de MSFRC en projectes d'enginyeria civil. / [EN] Adding fibers into concrete-matrix has been a common practice since the sixties to enhance the properties of traditional concretes. Over time, advancements in construction sector have led to the introduction of various fiber types into the market, resulting on different types of Fiber Reinforced Concretes (FRCs). Unlike steel fibers, macrosynthetic fibers are a more recent addition. Despite studies on their behavior, there has not been investigated deeply how temperature affects macrosynthetic fiber reinforced concrete (MSFRC). The use of MSFRC could be promoted as long as further investigations into their behavior were carried out to verify their performance and mitigate mistrust. The purpose of this Thesis comes from the need to understand the mechanical behavior of MSFRC under non-standard temperatures and to clarify certain implications, as pre-cracking state of MSFRC elements in terms of aging (by temperature). This work analyzes the short- (3 days of exposure) and long-term (90 and 180 days of exposure) behavior of three types of MSFRCs and one steel fiber reinforced concrete (SFRC) at different extreme environmental conditions (temperatures ranging from -15 to 60 °C). Additionally, the behavior of a commercial macro synthetic fiber is evaluated at single-fiber level (from -30 to 140 °C) and the interaction between fiber and matrix is also studied at meso-scale (from -30 to 40 °C). Different methodologies have been used to investigate herein: compression tests in 150 mm side cubes and three-point bending tests in 150 × 150 × 600 mm beams, uniaxial tests on individual fibers and on notched cylinders of 150 × Ø 125 mm. All these tests were performed in specimens at service conditions, that is, tested at the target temperatures, making a total of 186 cubes, 434 beams, 210 fibers and 30 cylinders. The results show that properties of the studied fiber are dependent on temperature. Additionally, temperature and time of exposure affect mechanical properties of MSFRCs, but their effects are not to a great extent. These results are supported by a statical study which, in turn, have allowed to develop a simple numerical approach to the mechanical properties of FRC when designing for extreme environmental conditions over time. This Thesis advances the understanding of the FRCs, particularly MSFRCs, which may be improved their use in some civil engineering applications. / Caballero Jorna, M. (2024). Study of the Influence of Extreme Environmental Conditions on the Behavior of Macrosynthetic Fiber Reinforced Concretes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207918

Tesis por compendio / [ES] El hormigón, material de construcción fundamental en la ingeniería civil, ha sido muy estudiado para cuantificar y mejorar su resiliencia y vida útil. La exposi-ción prolongada a ciertas condiciones ambientales, y la carga mecánica en con-diciones de servicio, pueden resultar en la aparición de fisuras (< 0.4 mm), que no amenazan la integridad de la estructura, pero en algunos casos pueden redu-cir su durabilidad. En los últimos años, se han buscado nuevos enfoques para ob-tener la autosanación o autorreparación de fisuras en el hormigón. El hormigón autosanable se considera un enfoque prometedor para desarro-llar materiales de construcción duraderos y respetuosos con el medio ambiente. La autosanación en el hormigón implica la reducción de las fisuras, lo que reduci-ría las consecuencias negativas de su presencia. El hormigón tiene una capacidad inherente de autosanación, denominada sanación autógena, pero su capacidad es limitada. Se han investigado diversos enfoques para estimular la autosanación, incluida la introducción de productos innovadores dentro de la matriz del hor-migón o la mejora de sus capacidades inherentes. Esta tesis examina la capacidad de autosanado de varios tipos de hormigón, incluidos los convencionales, de altas prestaciones y de ultra altas prestaciones, y estudia y propone diferentes metodologías para evaluar y comparar hormigones con diferente comportamiento, como aquellos con tendencia a la multifisura-ción. Las metodologías realizadas son ensayos de cierre de fisuras, ensayos de permeabilidad y ensayos de penetración de cloruros. La tesis también examina la incorporación de diversos aditivos, como Aditivos Cristalinos, Polímeros Su-perabsorbentes, sepiolita, nanofibras de alúmina, nanocelulosa y bacterias, con el fin de estudiar su potencial mejora de la capacidad de autosanado. El objetivo de esta investigación surge de la necesidad de comprender me-jor los mecanismos de autosanado y su efecto en la durabilidad de las estructuras de hormigón. Esto incluye la evaluación y cuantificación del autosanado de dife-rentes hormigones, que sanaron en diferentes ambientes y condiciones de ini-ciación. Estos parámetros se eligen para proporcionar una evaluación integral de la respuesta del material. La aplicabilidad práctica de los resultados obtenidos se verifica en prototipos reducidos y a escala real, ampliando los experimentos más allá de las limitaciones del laboratorio y aumentando el nivel de madurez de la tecnología. Esta tesis proporciona un análisis amplio y en profundidad del hormigón au-tosanable. Los resultados obtenidos tienen el potencial no sólo de mejorar el conocimiento académico en el campo sino también de estimular mejoras en el diseño y la construcción de estructuras de hormigón duraderas y resilientes. / [CA] El formigó, un material de construcció fonamental a l'enginyeria civil, ha es-tat estudiat sovint per quantificar i millorar la seva resiliència i vida útil. L'exposi-ció perllongada a certes condicions ambientals, i la càrrega mecànica en condi-cions de servei, pot resultar en l'aparició de fisures (< 0.4 mm), que no suposen un perill per a la integritat de l'estructura, però que en alguns casos poden re-duir la seua durabilitat. En els últims anys, s'han buscat nous enfocs per obtenir l'autosanació o autoreparació de fissures al formigó. El formigó autosanable es considera un enfoc prometedor per desenvolupar materials de construcció duraders i respectuosos amb el medi ambient. L'auto-sanació al formigó implica la reducció de les fissures, cosa que reduiria les con-seqüències negatives de la seva presència. El formigó té una capacitat inherent d'autosanació, anomenada sanació autògena, però la seva capacitat és limitada. S'han investigat diversos enfocs per estimular l'autosanació, inclosa la introduc-ció de productes innovadors dins la matriu del formigó o la millora de les capaci-tats inherents. Aquesta tesi examina la capacitat d'autosanat de diversos tipus de formigó, inclosos els convencionals, d'altes prestacions i d'ultra altes prestacions, i estudia i proposa diferents metodologies per avaluar i comparar formigons amb com-portament diferent, com aquells amb tendència a la multifisuració. Les metodo-logies realitzades són assaigs de tancament de fissures, assaigs de permeabilitat i assaigs de penetració de clorurs. La tesi també examina la incorporació de diver-sos additius, com Additius Cristal·lins, Polímers Superabsorbents, sepiolita, nano-fibres d'alumini, nanocel·lulosa i bactèries, per tal d'estudiar la potencial millora de la capacitat d'autosanat. L'objectiu d'aquesta investigació sorgeix de la necessitat de comprendre mi-llor els mecanismes dautosanat i el seu efecte en la durabilitat de les estructures de formigó. Això inclou l'avaluació i la quantificació de l'autosanat de diferents formigons, que van curar-se en diferents ambients i condicions d'iniciació. Aquests paràmetres es trien per proporcionar una avaluació integral de la res-posta del material. L'aplicabilitat pràctica dels resultats obtinguts es verifica en prototips reduïts ia escala real, ampliant els experiments més enllà de les limita-cions del laboratori i augmentant el nivell de maduresa de la tecnologia. Aquesta tesi proporciona una anàlisi àmplia i en profunditat del formigó au-tosanable. Els resultats obtinguts tenen el potencial no només de millorar el coneixement acadèmic al camp sinó també d'estimular millores en el disseny i la construcció d'estructures de formigó duraderes i resilients. / [EN] Concrete, a primary construction material in civil engineering, has been fre-quently examined to quantify and improve its resilience and lifespan. Prolonged exposure to certain environmental conditions, as well as mechanical loading in service conditions, may result in the development of small cracks (< 0.4 mm), which do not threaten the safety of the structure but, in some cases, may reduce its durability. In the last few years, researchers have pursued novel approaches to obtain self-healing or self-repair of cracks in concrete. Self-healing concrete has emerged as a promising approach to developing durable and environmentally friendly construction materials. Self-healing in concrete involves the reduction of cracks, which would reduce the negative consequences of its presence. Concrete has an inherent self-healing capacity and autogenous healing, but its capability is limited. Diverse approaches have been investigated to stimulate self-healing, including introducing innovative products inside concrete matrix or improving its inherent abilities. The current thesis examines the self-healing capability of various concrete types, including conventional, high-performance, and ultra-high-performance concretes, and studies and proposes different methodologies for evaluating and comparing concretes with different behavior, such as those with the tendency to show multi-cracking. The methodologies performed are crack closing tests, permeability tests, and chloride penetration tests. The thesis also examines the incorporation of various additives, such as Crystalline Admixture, Superabsor-bent Polymers, sepiolite, alumina nano-fibers, nanocellulose, and bacteria, to study their potential enhancement of the self-healing capability. The purpose of this research comes from the need to comprehend the self-healing mechanisms and their influence on the durability of concrete structures. This includes the evaluation and quantification of the material's performance in different concretes that healed in different healing exposures and with different initiation conditions. These parameters are chosen to provide a comprehensive assessment of the material's performance. The practical applicability of the re-sults obtained is verified in reduced and full-scale prototypes, upgrading the experiments beyond the limitations of the laboratory and increasing the Tech-nology Readiness Level. This thesis provides a broad and in-depth analysis of self-healing concrete, ex-amining its potential. The findings cannot only enhance academic knowledge but also stimulate improvements in the design and construction of long-lasting and resilient concrete structures. / Doostkami, H. (2024). Chloride penetration assessment on self-healing capability of conventional, high-performance, and ultra high-performance concrete [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207287 / Compendio