Evaluación de las propiedades mecánicas de refuerzos en base a polímero reforzado con fibras de carbono (CFRP) para vigas de madera

Abstract

En el campo de materiales para el mejoramiento de materiales para la construcción y la activa búsqueda de nuevos implementos para mejorar esta área, es que existe la necesidad de complementar materiales utilizados desde hace mucho tiempo con materiales modernos. Es por esto que el reforzamiento de vigas de madera con fibra de carbono es un avance en el desarrollo de nuevas tecnologías para la construcción combinando altas resistencias con bajo peso. Pudiendo, en estructuras de segundos pisos, poder aumentar la separación entre vigas y/o la luz, como aumentar la carga permanente. Por lo que un reforzamiento en la zona de máxima tensión significaría un cambio en los esfuerzos aplicados en una viga. Centrando las posibles fallas tanto en fractura del material matriz como es la madera, como de la delaminación. Esta tesis se enfoca en evaluar las propiedades mecánicas de refuerzos de CFRP en vigas de madera (pino radiata), para así mejorar la rigidez del compuesto. Para esto, se realizaron ensayos de flexión en tres puntos, y de tensión para medir la resistencia en adhesividad del compuesto. En el caso de la flexión, realizaron siete sets de ensayos, abordando variables como el número, longitud y direccionalidad de capas de CFRP. Con los resultados se estudiaron las mejoras en cuanto a la resistencia a la flexión y aumento de rigidez con una madera sin reforzar en comparación a las distintas configuraciones reforzadas, donde mostraron mejoras significativas en todas estas. Por lo que se demuestra que, para el punto máximo de tensión por aplicación de carga en flexión, se disminuye la deflexión para un mismo esfuerzo gracias al refuerzo de CFRP. Esto se logra gracias a la combinación de la rigidez de la fibra de carbono el cual permite cambiar la inercia del conjunto y obtener propiedades más homogéneas en cuanto a las propiedades de cada material por sí solo