El desprendimiento del refuerzo, ha sido un fenómeno de estudio a lo largo de los años. Pese a las mejoras que han existido en cuanto al grado de penetración del material epóxico en el sustrato base, aún no se ha logrado compatibilizar de mejor manera las deformaciones entre el hormigón y la matriz epóxica.
Anteriormente a la idea del uso de conectores, se han adherido pliegos de CFRP orientados en una dirección ortogonal a la del esfuerzo principal que afecta la pieza de hormigón armado, con el fin de brindar un vínculo adicional que absorba el desprendimiento del refuerzo con fibra de carbono.
Kotynia et al. (2008) presentan resultados experimentales y un análisis numérico de una viga de hormigón armado (HA) reforzada a flexión con diferentes configuraciones de CFRP. El objetivo del trabajo experimental era investigar los parámetros que pueden retrasar la aparición de las grietas de flexión en la viga, y a su vez aumentar la capacidad de carga del elemento.
Se ensayaron diez especímenes de HA, rectangulares, con una distancia libre entre apoyos de 4.2 m, categorizados en dos series con el fin de evaluar el efecto del uso de los sistemas CFRP en forma de U y de L, adicionales al refuerzo clásico dispuesto para soportar el esfuerzo de flexión.
Complementariamente a las pruebas en laboratorio, se ejecutó un análisis numérico utilizando un modelo de elementos finitos 3D incremental, no lineal, controlado por desplazamiento. Este modelo fue desarrollado para investigar la flexión de la viga y la respuesta en la interface de contacto hormigón – matriz epóxica.
Al-Sammari y Breña (2018), muestran los resultados de una simulación detallada hecha con elementos finitos en donde se analiza este fenómeno. Estos modelos fueron usados para investigar el efecto de los anclajes como parámetros claves en la resistencia última del sistema de CFRP.
Los parámetros considerados por estos investigadores incluyen los siguientes:
• Número de anclajes instalados en el pliego de fibra de carbono.
• Distancia entre anclajes.
• Profundidad de empotramiento de los anclajes.
• Diámetro del anclaje.
• Ángulo de instalación del anclaje en la viga.
• Ángulo de abertura del abanico que revestirá la fibra de carbono.
Al-Sammari y Breña (2018) modelaron mediante elementos finitos cada una de las variables mencionadas anteriormente. Los resultados obtenidos muestran que solamente se puede alcanzar un 62% de la capacidad resistente que puede desarrollar la fibra de carbono cuando no se usan los conectores.
El análisis de estos factores demostró que el uso de los anclajes no detiene el accionar de la delaminación, pero sí retrasa la separación total del pliego de CFRP del sustrato base ante cargas últimas.
El modelo de elementos finitos fue construido representando las propiedades del hormigón, el CFRP, el epóxico de adherencia y el anclaje. La mayoría de los estudios realizados anteriormente han centrado su foco en vincular los materiales mediante modelos bidimensionales (Lu et al., 2005, Martinelli et al. 2011). Este tipo de procedimientos falla al momento de capturar los esfuerzos y sus variaciones a lo largo y ancho del refuerzo externo, adicionalmente es muy complejo estudiar la influencia de los vínculos (anclajes de CFRP) en base al comportamiento esfuerzo – deformación en las zonas circundantes a su posición de instalación.