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18 de septiembre de 2023
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Artículo
Sí

Numerical Simulation of PFRC Fracture Subjected to High Temperature by Means of a Trilinear Softening Diagram

Publicado en: MATERIALS. 16 (17): 6048- - 2023-09-01 16(17), DOI: 10.3390/ma16176048

Autores:

Suarez, Fernando; Enfedaque, Alejandro; Alberti, Marcos G; Galvez, Jaime C
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Afiliaciones

Univ Jaen, Dept Ingn Mecan & Min, Jaen 23071, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Dept Ingn Civil Construcc, ETSI Caminos Canales & Puertos, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
UNIVERSIDAD DE JAÉN - Autor o Coautor
Universidad Politécnica de Madrid - Autor o Coautor
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Resumen

Fibre-reinforced concrete (FRC) has been used for decades in certain applications in the construction industry, such as tunnel linings and precast elements, but has experienced important progress in recent times, boosted by the inclusion of guidelines for its use in some national and international standards. Traditional steel fibres have been studied in depth and their performance is well-known, although in recent years new materials have been proposed as possible alternatives. Polyolefin macro-fibres, for instance, have been proven to enhance the mechanical properties of concrete and the parameters that define their behaviour (fibre length, fibre proportion or casting method, for instance) have been identified. These fibres overcome certain traditional problems related to steel fibres, such as corrosion or their interaction with magnetic fields, which can limit the use of steel in some applications. The behaviour of polyolefin fibre-reinforced concrete (PFRC) has been numerically reproduced with success through an embedded cohesive crack formulation that uses a trilinear softening diagram to describe the fracture behaviour of the material. Furthermore, concrete behaves well under high temperatures or fire events, especially when it is compared with other construction materials, but the behaviour of PFRC must be analysed if the use of these fibres is to be extended. To this end, the degradation of PFRC fracture properties has been recently experimentally analysed under a temperature range between 20 °C and 200 °C. As temperature increases, polyolefin fibres modify their mechanical properties and their shape, which reduce their performance as reinforcements of concrete. In this work, those experimental results, which include results of low (3 kg/m3) and high (10 kg/m3) proportion PFRC specimens, are used as reference to study the fracture behaviour of PFRC exposed to high temperatures from a numerical point of view. The experimental load-deflection diagrams are reproduced by modifying the trilinear diagram used in the cohesive model, which helps to understand how the trilinear diagram parameters are affected by high temperature exposure. Finally, some expressions are proposed to adapt the initial trilinear diagram (obtained with specimens not exposed to high temperature) in order to numerically reproduce the fracture behaviour of PFRC affected by high temperature exposure.
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Palabras clave

cohesive modelimpactperformancepolyolefin fibre reinforced concretepolypropylene fibersshear behaviorsteelstrengthtrilinear softening functionCohesive modelFiber-reinforced concreteHigh temperaturePolyolefin fibre reinforced concreteTrilinear softening function

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista MATERIALS debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2023, se encontraba en la posición 20/90, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Metallurgy & Metallurgical Engineering.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-25:

  • WoS: 1
  • Scopus: 1
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-25:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 6.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 6 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
    • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/85270/

    Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

    • Visualizaciones: 126
    • Descargas: 30
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    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (SUAREZ GUERRA, FERNANDO) y Último Autor (GALVEZ RUIZ, JAIME CARLOS).

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