Hormigones de ultra alta resistencia reforzados con fibras

Los materiales de ultra alta resistencia con cemento portland revisten interés para el refuerzo y reparación de construcciones de hormigón; el uso para la extensión de la vida en servicio de estructuras de hormigón armado o en estructuras expuestas cotidiana o potencialmente a acciones extremas como sismos y explosiones se destacan como aplicaciones. Estos materiales poseen resistencia a compresión superior a 150 MPa e incorporan microfibras de acero que incrementan la resistencia y generan un cuadro de fisuración múltiple. Este trabajo trata sobre los criterios de diseño y propiedades de este tipo de mezclas y se muestran resultados que evidencian el efecto de la incorporación de microfibras en la respuesta mecánica de losas y placas de 20 mm de espesor

Tenacidad y respuesta frente a cargas explosivas en hormigones de muy alta resistencia reforzados con fibras

El Hormigón de Muy Alta Resistencia Reforzado con Fibras aparece como un material promisorio para construir elementos de protección o estructuras expuestas a acciones extremas. Este trabajo muestra el efecto de la incorporación de fibras en un hormigón con una resistencia a compresión mayor a 100 MPa. Se comparan mezclas de hormigón simple y 4 hormigones que incorporan 40 u 80 kg/m3 de dos fibras de acero de diferente longitud. Luego de describir la obtención del material y la caracterización en flexión y compresión, se muestra la respuesta bajo cargas estáticas y frente a explosiones de losas cuadradas de 500 mm de lado y 50 mm de espesor. Los resultados evidencian la potencialidad del material ante acciones extremas; el refuerzo con fibras mantuvo la integridad de las piezas con una reducción significativa del daño y un cuadro de fisuración que manifiesta gran capacidad de absorción de energía

On the residual properties of damaged FRC

A discussion on the residual behaviour of Fibre Reinforced Concrete (FRC) is performed based on two selected cases of concrete degradation: the exposure at High Temperatures and the development of Alkali Silica Reactions. In addition, and taking in mind that the failure mechanism in FRC is strongly related with the fibre pull-out strength, the bond strength in damaged matrices was shown concluding that the residual bond strength is less affected than the matrix strength. As the damage increases, the compressive strength and the modulus of elasticity decrease, being the modulus of elasticity the most affected. There were no significant changes produced by the incorporation of fibres on the residual behaviour when compared with previous experience on plain damage concrete. Regarding the tensile behaviour although the first peak decreases as the damage increases, even for a severely damage FRC the residual stresses remain almost unaffected.Facultad de Ingenierí

On the residual properties of damaged FRC

A discussion on the residual behaviour of Fibre Reinforced Concrete (FRC) is performed based on two selected cases of concrete degradation: the exposure at High Temperatures and the development of Alkali Silica Reactions. In addition, and taking in mind that the failure mechanism in FRC is strongly related with the fibre pull-out strength, the bond strength in damaged matrices was shown concluding that the residual bond strength is less affected than the matrix strength. As the damage increases, the compressive strength and the modulus of elasticity decrease, being the modulus of elasticity the most affected. There were no significant changes produced by the incorporation of fibres on the residual behaviour when compared with previous experience on plain damage concrete. Regarding the tensile behaviour although the first peak decreases as the damage increases, even for a severely damage FRC the residual stresses remain almost unaffected.Facultad de Ingenierí

Evaluación de la respuesta mecánica de overlays de hormigón con fibras sobre sustrato de concreto asfáltico

El uso de overlays de Hormigón Reforzado con Fibras (HRF) aparece como una alternativa para la reparación y refuerzo en obras viales. Las fibras ejercen una acción de costura tanto sobre las juntas constructivas como sobre eventuales fisuras, y como consecuencia permiten reducir el espesor del refuerzo e incrementar la vida en servicio y prestaciones generales del pavimento. El diseño y comportamiento de refuerzos tipo whitetopping de bajo espesor está íntimamente ligado al nivel de adherencia con el sustrato; en este sentido la presencia de las fibras también reduce la propagación de fallas en la interfaz sustrato-overlay. Este trabajo muestra algunas experiencias orientadas al desarrollo de un método para evaluar la eficiencia de diferentes tipos de fibras en este tipo de aplicaciones. Con este fin se analiza la respuesta mecánica de probetas compuestas sustrato-overlay sometidas a ensayos de flexión. Se incluyen overlays de hormigón simple, de HRF con macrofibras sintéticas y de acero aplicados sobre concreto asfáltico como sustrato. Adicionalmente se estudió la adherencia en la interfaz mediante ensayos de corte.The use of overlays of Fiber Reinforced Concrete (FRC) appears as an alternative for the repair and reinforcement of pavements. The fibers make a sewing action over the construction joints and eventual cracks and, as a consequence, allow reducing the thickness of the repair and increase service life and the general performance of the pavements. The design and behaviour of thin concrete overlays is related to the bond level developed between the substrate and the overlay; in this sense the presence of fibers also reduces the propagation of cracks through the substrate-overlay interface. This work shows some experiences oriented to the development of a method for assessing the efficiency of different types of fibers in this kind of applications. With this aim, the mechanical response of substrate-overlay compound specimens subjected to flexure test is analysed. It includes overlays of simple concrete, of FRC with steel and synthetic macrofibers applied over asphalt as substrate. Additionally, the bond strength in the interface was studied by shear tests

Estudio de la distribución del refuerzo en hormigones con fibras

Los recientes avances en los tipos de fibras, así como en el diseño del hormigón, han dado lugar a nuevas aplicaciones estructurales para el Hormigón Reforzado con Fibras (HRF) que se suman a las tradicionales de este material. Entre ellas se destacan el uso de fibras de acero en hormigones de alta resistencia y el diseño de hormigones autocompactables reforzados con fibras; así como los hormigones con fibras sintéticas estructurales. En forma paralela se han propuesto criterios para el control de calidad de HRF que incluyen la valoración del contenido de fibras. Este artículo presenta un estudio sobre la distribución de fibras en probetas de HRF y sus efectos sobre las propiedades mecánicas del material

La renovación del Sistema de Indicadores Lingüísticos (SIL) de la Dirección General de Política Lingüística

Aquest article informa sobre els orígens, l’evolució i les noves funcionalitats del Sistema d’Indicadors Lingüístics de la Direcció General de Política Lingüística. També s’hi expliquen les principals fonts utilitzades i els àmbits, i es donen alguns exemples d’indicadors gràfics que permeten detectar algunes claus de la situació de la llengua.This article provides information on the origins, evolution and new functionalities of the System of Linguistic Indicators of the General Directorate for Language Policy.   It also explains the main sources and areas and provides examples of graphic indicators that identify some of the pointers to the current situation of the language.En el presente artículo se informa sobre los orígenes, la evolución y las nuevas funcionalidades del Sistema de Indicadores Lingüísticos de la Dirección General de Política Lingüística. Asimismo, se reseñan las principales fuentes utilizadas y los ámbitos de aplicación, con algunos ejemplos de indicadores gráficos que permiten detectar algunas claves de la situación de la lengua

Las macrofibras de vidrio y su empleo para el refuerzo de elementos de hormigón

La incorporación de fibras otorga al hormigón capacidad de transferencia de cargas y control de la fisuración, con beneficios directos en la durabilidad de las estructuras. Si bien el vidrio resistente a los álcalis es excelente en cuanto a su adherencia y rigidez, hasta hace poco sólo se utilizaban microfibras para el control de la fisuración en estado plástico. Las macrofibras de vidrio abren nuevas posibilidades de aplicación, proveen refuerzo frente a efectos de la contracción térmica o por secado e incluso pueden actuar como armadura primaria. Estas macrofibras se distribuyen fácilmente en la mezcla fresca y son afines a la matriz cementícea favoreciendo la adhesión, poseen excelente resistencia a las condiciones ambientales e incrementan ligeramente la resistencia de primera fisura en el hormigón. Este trabajo describe la respuesta postpico típica observada para diferentes contenidos de macrofibras de vidrio y presenta dos estudios recientes, el primero comprende hormigones autocompactantes refozados con macrofibras de vidrio y analiza la orientación del refuerzo en paneles delgados por efecto del flujo y el segundo estudia la respuesta en estado fisurado bajo cargas de larga duración de prismas fabricados con el hormigón utilizado para la construcción de un piso industrial.The incorporation of fibers confers load transfer capacity to concrete and controls cracks propagation, with direct benefits for the structures durability. Although alkali resistant glass is excellent regarding adherence and stiffness, only microfibers have been used for controlling plastic shrinkage cracking. Glass macrofibers open new posibilities of application, provide reinforcement for thermal or drying shrinkage and they can even be used as primary reinforcement. These fibers disperse easily in the fresh mix and they have a total affinity with the cementitious matrix, they have excellent resistant against environmental conditions and slightly increase the first peak concrete stress. This work describes the typical post peak response observed for different contents of glass macrofibers and shows two recent studies, the first one includes self compacting concretes reinforced with glass macrofibers and analyzes the orientation of the reinforcement in thin walls due to the flow effect and the second studies the response under long term loads of cracked beams elaborated with a concrete used for the construction of an industrial floor

Hybrid storage solution steam-accumulator combined to concrete-block to save energy during startups of combined cycles

This work presents a novel steam accumulator and concrete-block storage system (SACSS) to recover part of the energy lost through the steam cycle side during startups of combined cycle power plants (CCPPs). The steam accumulators are integrated with sensible-heat concrete storage to provide superheated steam resulting then to a higher efficiency and safer steam turbine operation compared with systems based only on saturated steam. An economic analysis is performed considering two different scenarios: i) a CCPP able to execute fast startups using a Benson-type heat recovery steam generator (HRSG) and ii) a CCPP operated with conventional startups which employs a typical drum-type HRSG. It is worth mentioning that the second scenario is based on measured data. The economic optimization of the SACSS is carried out focusing in four design variables: number of steam accumulator units, storage pressure, concrete-block length and outer concrete diameter. The optimum solution presents a net present value of 4.45 M€ and a payback period of 3 years for the CCPP suitable for fast startups. For the CCPP operated with conventional startups, a net present value of 2.53 M€ and a payback period of 3.4 years are obtained. The net present value grows around 60 % in both cases if the benefits from carbon credits are considered. In addition to the efficiency improvement, the SACSS could be used to preheat critical sections of the heat recovery steam generators, reducing the thermal stress and the fatigue damage during fast startups. Finally, the emissions avoided thanks to SACSS are estimated to be around 3 640 and 2 175 tons of CO2 per year, for fast and conventional startup cases, respectively.This research is partially funded by the Spanish government under the project RTI2018-096664-B-C21 (MICINN/FEDER, UE), the fellowship "Ayuda a la investigación en energía y medio ambiente" of the Iberdrola España Foundation, the scholarship "Ayudas para la formación del profesorado universitario" (FPU-02361) awarded by the Spanish Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (MECD), and the fellowship "Programa de apoyo a la realización de proyectos interdisciplinares de I + D para jóvenes investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid 2019-2020" under the project ZEROGASPAIN-CM-UC3M (2020/00033/002), funded on the frame of "Convenio Plurianual Comunidad de Madrid-Universidad Carlos III de Madrid 2019-2022"

Design optimization and structural assessment of a header and coil steam generator for load-following solar tower plants

The aim of this work is to explore the capabilities, from heat transfer and structural point of view, of a novel header and coil steam generator for a 100 MWe solar tower plant using molten-salt as heat transfer fluid. A methodology for the design and economic optimization of the header and coil steam generator is presented, paying special attention to the structural assessment which considers complex phenomena such creep-fatigue and stress relaxation due to the high working temperatures of solar tower plants. The results showed that header and coil steam generators provide economically effective overall heat transfer coefficients with lower pressure drops on the shell side compared to conventional shell-and-tube steam generators, leading to a reduction in the annual pumping costs of around 3.6 times. The structural assessment reveals that the critical points are located in the headers of superheater, reheater and evaporator. Different redesign actions have been performed to increase the lifetime in the critical points without affecting to the optimum thermo-economic solutions. Finally, the results showed that the header and coil steam generator is able to operate with fast daily startups at 6.1 K/min, a ramp-up 2.4 times higher than conventional shell-and-tube steam generators.This research is partially funded by the Madrid Government (Comunidad de Madrid) under the project ZEROGASPAIN-CM-UC3M (2020/00033/002) belonging to the program of Multiannual Agreement with UC3M in the line of "Fostering Young Doctors Research" and in the context of the V PRICIT (Regional Programme of Research and Technological Innovation, the Spanish government under the project RTI2018-096664-B-C21 (MICINN/FEDER, UE) and the scholarship "Ayudas para la formación del profesorado universitario" (FPU-02361) awarded by the Spanish Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (MECD)