comportamiento a la flexion de fibras de carbono

Comportamiento a la Flexión de un Perfil en Acero en I Revestido con Fibra de Carbono de Bajo Módulo de Young.
Agustín Salvador Morales1 Julio César Gutiérrez Villarreal2, Juan Manuel Olivares3 Ramírez, Roque Pedro Íacono4
1,2,3 Universidad Tecnológica de San Juan del Río. Av. La Palma 125. Vistahermosa. San Juan del Río, Querétaro, CP 76800. México
1asalvadora@utsjr.edu.mx,2jcgutierrezv@utsjr.edu.mx, 3jmolivaresr@utsjr.edu.mx,
4 Instituto Tecnológico Universitario. Fac. de Ingeniería-UNCuyo 5500, Parque Gral. San Martín, Mendoza. Argentina.
4rp.iacono@yahoo.com.ar


Resumen
En este artículo se presenta el comportamiento a la flexión de un perfil de acero en “I” cuando se les aplica una delgada capa de fibra de carbono de bajo módulo como elemento de refuerzo. De acuerdocon los resultados, se tuvo un comportamiento lineal en el rango de carga de 0 a 1250Kg, lo cual implica que los materiales trabajaron en el rango elástico. La fibra de carbono modifica el módulo de Young del acero y hace que el perfil recubierto se vuelva un 10% más flexible.
Palabras claves
Revestimiento, Fibra de Carbono de Bajo Módulo, Estructuras de Acero

Abstract
This articlepresents the flexural behavior of a steel "I" when applied a thin layer of carbon fiber as a low modulus reinforcement. According to the results, it had a linear load in the range of 0 to 1250kg, which implies that the material worked in the elastic range. The modified carbon fiber Young's modulus of steel and coated profile makes 10% becomes more flexible.

Keywords:reinforcement, CF, steel.
1. Introducción
Desde hace aproximadamente 15 años las Fibras de Carbono en países como Japón, Estados Unidos de América, Canadá y Nueva Zelanda [1,2,3] se han venido empleando en la industria de la construcción en la rehabilitación y refuerzo de estructuras metálicas y de concreto, principalmente en puentes, túneles y edificios viejos. Gracias a los resultados que se han obtenidoy a la relativa facilidad de su aplicación, ver Fig. 1, su uso ya se ha empezado a masificar y en nuestro país ya se tienen reportados algunos caso de éxito [1] .



Fig. 1. Vigas de concreto de un puente reforzado con Fibra de Carbono.

La calidad de las fibras que utilizaron corresponden a las clasificaciones IM y HM, módulo intermedio de 100 a 350 GPa y alto módulo de Young entre 350y 450 GPa, respectivamente. Sin embargo, actualmente en nuestro país se tiene acceso a un tipo de Fibra de Carbono clasificada como de Bajo Módulo (LM), < 100 GPa y no se cuenta con información de su comportamiento mecánico como elemento de refuerzo. En este sentido, el presente artículo tiene por objetivo, determinar su comportamiento a la flexión al aplicarla sobre un perfil en “I” de acero.2. Desarrollo
2.1 Materiales
2.1.1 Perfil en “I” acero A36
La Tabla 1 presenta las dimensiones del perfil en “I”.

Fig. 2. Perfil en “I”
Dimensiones
h = 10 cm
t1 = 0,46 cm
b = 5,57 cm
t2 = 0,62 cm
L = 160 cm

Tabla 1. Características del perfil “I”.


2.1.2 Fibra de Carbono, FC
En la Tabla 2 se puede apreciar las características de la Fibra de Carbono.Fig. 3. Fibra de Carbono, FC.
Descripción
3K-70-P Ind

Acabado
Greige

Armado
Plano

Tejido
Pie 3K, Trama 3K

Hilo
12 x 12

Peso
193g/m2
Tabla 2, Especificaciones de la FC

2.1.3 Resina/Endurecedor
La resina que se utilizó es un Sistema epóxico compuesto de una resina, RE-7000-1 y un endurecedor HD-307, Proveedor Poliformas S. A de C.V. La Tabla 3, indica las especificacionesde la resina y del endurecedor, mientras que la Tabla 4, muestra las proporciones de la mezcla. Finalmente, la Tabla 5 destacan las propiedades mecánicas del sistema Resina/Endurecedor.


RE – 7000-1
HD-307

Apariencia
Líquido libre de grumos
Líquido libre de partículas en suspensión
Color Gardner, máx
2
< 9
Viscosidad, 25º C, cPoise
5000 - 9000
50 - 90
Peso específico, 25º C,...