Non-linear analytical model of composites based on basalt textile reinforced mortar under uniaxial tension

Abstract

[EN] The recent development of inorganic based composites as low-cost materials in reinforced concrete structural strengthening and precast thin-walled components, requires the creation of models that predict the mechanical behaviour of these materials. Textile Reinforced Mortar (TRM) shows complex stress-strain behaviour in tension derived from the heterogeneity of its constituent materials. This complexity is mainly caused by the formation of several cracks in the inorganic matrix. The multiple cracking leads to a decrease in structural stiffness. Due to the severe conditions of the serviceability limit state in structural elements, the prediction of the stress-strain curve is essential for design and calculation purposes. After checking other models, an empirical nonlinear approach, which is based on the crack control expression included in the Eurocode 2, is proposed in this paper. Following this scope, this paper presents an experimental campaign focused on 31 TRM specimens reinforced with four different reinforcing ratios. The results are analysed and satisfactorily contrasted with the presented non-linear approach.

[ES] El reciente desarrollo de materiales compuestos de base inorgánica como materiales de bajo coste en el refuerzo estructural de hormigón armado y componentes prefabricados de paredes delgadas, requiere la creación de modelos que predigan el comportamiento mecánico de estos materiales. El Mortero Reforzado con Tejidos (TRM por sus siglas en inglés) muestra un complejo comportamiento tensión-deformación en tensión derivado de la heterogeneidad de sus materiales constituyentes. Esta complejidad se debe principalmente a la formación de varias grietas en la matriz inorgánica. Las múltiples fisuras provocan una disminución de la rigidez estructural. Debido a las severas condiciones del estado límite de servicio en elementos estructurales, la predicción de la curva tensión-deformación es esencial para propósitos de diseño y cálculo. Después de comprobar otros modelos, en este artículo se propone un enfoque empírico no lineal, que se basa en la expresión de control de fisuras incluida en el Eurocódigo 2. Siguiendo este alcance, este artículo presenta una campaña experimental centrada en 31 probetas de TRM reforzadas con cuatro relaciones de refuerzo diferentes. Los resultados se analizan y contrastan satisfactoriamente con el enfoque no lineal presentado.