Estudio de las materias primas de caracter polimérico para su aplicación al hormigón translúcido

EJECUCIÓN DE LAS PR EJECUCIÓN DE LAS PR El proceso de ejecución de las probetas fue el siguiente: 1. Colocación del árido silíceo de distinto tamaño en el 1. Mezcla “ESTUDIO DE Co ocac ó de á do s ceo de d st to ta a o e e molde 2 Mezclar los componentes A y B de resina epoxi eca resina 2 Añadir ESTUDIO DE LAS MATERIAS PRIMAS DE CARÁCTER 2. Mezclar los componentes A y B de resina epoxi Sikadur-52 según las proporciones indicadas en su ficha técnica 2. Añadir indica 3 Verter LAS MATERIAS PRIMAS DE CARÁCTER POLIMÉRICO PARA SU APLICACIÓN AL ficha técnica 3. Añadir dicha mezcla al molde hasta cubrirlo 4 Dld l b id dí 3. Verter 4. Desmo POLIMÉRICO PARA SU APLICACIÓN AL ÓÚ 4. Desmoldar las probetas, transcurrido un día y estando éstas a la temperatura del ambiente HORMIGÓN TRANSLÚCIDO ” PROYECTO FINAL DE GRADO PROYECTO FINAL DE GRADO Modalidad Científico-Técnico 1% Ar INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN En base al hormigón translúcido, patentado en México, en el año 2005, por los estudiantes de ingeniería civil Joel Sosa Gutiérrez y Sergio Omar Galván Cáceres el hormigón translúcido objetivo de éste trabajo es un hormigón Imagen 1: Probeta con árido silíceo y resina Sikadur-52 Imagen 2: Cáceres, el hormigón translúcido, objetivo de éste trabajo es un hormigón polimérico constituido totalmente por resinas que permite el paso de la luz a polimérico constituido totalmente por resinas que permite el paso de la luz a través de él creando ambientes totalmente iluminados con luz natural. 1 ENSAYO DE TRANSMITA OBJETIVO 1. ENSAYO DE TRANSMITA Puesto que en la patente se menciona la utilización de materias primas cuya li ió l t d l difi ió l hbit l l bj ti ífi Para la realización del ensayo de transmitancia lumínica se empleó medir la iluminación real de un ambiente La unidad de medida es lux aplicación en el sector de la edificación es la habitual, el objetivo específico es : medir la iluminación real de un ambiente . La unidad de medida es lux Con cada probeta se realizaron tres tomas de medida, disponiendo lt d dd ▪Estudio de las características y comportamiento de las materias primas resultados dados . de carácter polimérico utilizadas en la fabricación de hormigones transparentes . Evaluación de la transparencia de cada una de las materias poliméricas ▪ Evaluación de la transparencia de cada una de las materias poliméricas de posible uso en estos hormigones . de posible uso en estos hormigones . ▪Estudio de la fabricación de un mortero polimérico utilizando como árido una arena y como ligante materias poliméricas . PLAN EXPERIMENTAL PLAN EXPERIMENTAL Para cumplir los objetivos establecidos, se ha desarrollado en el Laboratorio de Imagen 3: Realización del ensayo de tra Materiales del Departamento de Construcciones Arquitectónicas, distintas probetas de este nuevo material variando principalmente el porcentaje de arena Imagen 3: Realización del ensayo de tra probetas de este nuevo material variando principalmente el porcentaje de arena de sílice y el tipo de resina a utilizar . 2 . ENSAYO DE FIS de sílice y el tipo de resina a utilizar . Antes de proceder a realizar el ensayo, se prepararon las probetas p Los ensayos realizados has sido los siguientes : ▪ Ensayo de transmitancia lumínica p y pp p p Para ello, se siguió el siguiente proceso: ▪ Ensayo de transmitancia lumínica ▪ Ensayo de apertura de fisura 1. Realización de una hendidura con una sierra manual, de unos probeta y en la parte opuesta a la que se le aplicará la carga sayo de ape tu a de su a ▪Ensayo de resistencia a flexión ó probeta y en la parte opuesta a la que se le aplicará la carga 2. A un lado de la probeta y a unos 0,5 cm del centro de ésta, epoxi ▪ Ensayo de resistencia a compresión epoxi . 3.Enlamismacaradelaprobetaperoenlaotramitadde ésta, ) db d l fb ( ) ló rotura) y por debajo de la fibra neutra (eje x), colocación posteriormente el palpador . CONCLUCIONES p pp En vista de los resultados obtenidos en los ensayos realizados, se extraen las l siguientes conclusiones : ▪ Hay que utilizar un producto para evitar la segregación ▪ Hay que utilizar un producto para evitar la segregación . ▪ Para que el proceso de inyección de la resina fuera efectivo, el hormigón q p y , g dejaría de ser transparente. D l fá il d l il li é i id ▪ Destacar la rotura frágil de los materiales poliméricos, siendo esto un inconveniente al ser utilizados como materia prima del hormigón translúcido Imagen 4: Proceso de preparación de las probetas par inconveniente al ser utilizados como materia prima del hormigón translúcido . ▪ Baja transmitancia lumínica que presentan algunos productos Imagen 4: Proceso de preparación de las probetas par j q p g p comerciales bajo la denominación Epoxi no siendo aptos para su aplicación al hió tlúid hormigón translúcido ▪ Perdida de carga resistente al microfisurarse la matriz polimérica tras Á ▪ Perdida de carga resistente al microfisurarse la matriz polimérica tras realizar el ensayo a compresión, dejando el material inservible . RESULTADOS DE RESINAS Y ÁRI y p, j ▪La aplicación conjunta de los dos tipos de resina (metacrilato y epoxi) t bl id til l Mt ilt ti tt d presenta un problema industrial, ya que el Metacrilato tiene una temperatura de moldeo ( temp horno) para los procedimientos de colada y de inyección de 160 - moldeo ( temp . horno) para los procedimientos de colada y de inyección de 160 175ºC y 150-160ºC, respectivamente, mientras que las resinas epoxi es 4070 ºC . Por lo tanto, si el Metacrilato de Metilo solo es utilizado mediante colada o in e ión h qe hll n p o edimiento p ni el Met il to on l o inyección, hay que hallar un procedimiento para unir el Metacrilato con la resina resina . ▪Los materiales poliméricos presentan notables características mecánicas, óá destacando el buen comportamiento al esfuerzo de compresión del Metacrilato de Metilo Imagen 8: Probetas MP - 04 A y MP - 05 Imagen 7: Segregación entre árido - resina de Metilo . Autor: JESSICA BATALLER VICEDO Autor: JESSICA BATALLER VICEDO Tutor académico: L.V. García Ballester, J.R. Albiol Ibañez Curso 2010/2011 Imagen 9: Probetas MP-01 A, MP-01 B, MP-01 C, MP-02 A, MP03 A tota OBETAS PLAN EXPERIMENTAL OBETAS PLAN EXPERIMENTAL NOMENCLATURA PROBETAS MP-01 MP-02 MP-03 MP-04 MP - 05 A B C A B C A B C A B A B C A B C A B C A B COMPOSICIÓN ar los componentes A y B para obtener la Árido silíceo 0/2 95% - - 1% 2,5% 5% - 25% 50% - - - a os co po e tes y pa a obte e a a epoxi, tal y como figura en la ficha técnica. r la arena de sílice según las proporciones Árido silíceo 0/4 - 95% - --------- Á id ilí 0/6 95% r la arena de sílice según las proporciones das posteriormente r dicha mezcla en el molde Árido silíceo 0/6 - - 95% - - - - - - - - - Resina epoxi Sikadur - 52 5% 5% 5% - - - - - - 100% 100% - r dicha mezcla en el molde oldar las probetas al día siguiente p Resina epoxi Sikafloor-156 - - - 99% 97,5% 95% - - - - - - Resina epoxi Sikafloor-169 - - - - - - 100% 75% 50% - - - Mt ilt d til 100% Metacrilato de metilo - - - - - - - - - - - 100% CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS 0 % Arena Fuerza (KN) - - - 13,27 - - 16,99 - - 11,27 - 14,28 ena 0 % Arena Ensayo a flexión Resistencia (Mpa) - - - 11,68 - - 14,95 - - 12,08 -24,89 Deformación por 2,5% Arena 25% Arena y Deformación por flecha WA/50 mm - - - 3,06 - - 2,21 - - 2,55 - 1,11 Apertura de 098 011 043 018 5 % Arena 50% Arena p fisuración 5 mm - - - 0,98 - - 0,11 - - 0,43 - 0,18 Ensa o a Fuerza (KN) - - - 81,4 - - 124,8 - - 83 - 192,7 5 % Arena Ensayo a compresión () , , , Resistencia (Mpa) - - - 50,89 - - 78,03 - - 51,85 - 120,43 Transmitancia lumínica Pérdida de luz - - - 100% - - 100% - - 50% - 10% Probetas de distinto tipo de resina epoxi y con las proporciones de árido indicadas Tabla 1: Composición y características mecánicas de los polímeros Ó REALIZACIÓN DE LOS ENSAYOS ANCIA LUMÍNICA 3 ENSAYO DE RESISTENCIA A FLEXIOTRACCIÓN ANCIA LUMÍNICA 3. ENSAYO DE RESISTENCIA A FLEXIOTRACCIÓN ó un luxómetro, instrumento de medición que permite (lx) equivalente a un lumen/m² (lx), equivalente a un lumen/m² . o el luxómetro en distintas posiciones y anotando los Tanto para realizar el ensayo de resistencia a flexión como el de 1º Rodillo resistencia a compresión, se utilizó la maquinaria de la marca IBERTEST maquinaria de la marca IBERTEST, emplazada en el Laboratorio de Materiales del Departamento de Materiales del Departamento de Construcciones Arquitectónicas. La resistencia a flexión de la probeta se obtiene mediante la aplicación uniforme de una carga a través de un g rodillo que trasmite la presión perpendicular a la probeta apoyada 3º R dill perpendicular a la probeta apoyada sobre dos rodillos (ensayo a flexión en tres puntos ) 2º Rodillo 3º Rodillo nsmitancia lumínica en tres puntos ) . Imagen 5: Proceso de ajuste del palpador y realización del ensayo a flexión en tres puntos nsmitancia lumínica Ó Ó Imagen 5: Proceso de ajuste del palpador y realización del ensayo a flexión en tres puntos. URACIÓN 4 . ENSAYO DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN para poder medir la apertura de fisura con un palpador . Una vez finalizados los ensayos de resistencia a flexión, se realizaron los ensayos de resistencia a compresión en una de p p p pp y y p las dos partes obtenidas al fracturarse la probeta tras la realización de dicho ensayo. La resistencia a compresión de la probeta se obtiene mediante la aplicación uniforme de dos cargas enfrentadas a través s tres centímetros de profundidad en la mitad de la La resistencia a compresión de la probeta se obtiene mediante la aplicación uniforme de dos cargas enfrentadas a través de dos placas. colocación de un angular metálico sujeto con resina 1ª Placa , pasados los 5 cm del centro (zona de actuación de 1ª Placa n de un tornillo con una abrazadera para sujetar 2ª Placa 2 Placa a poder medir la apertura de fisura Imagen 6: Realización del ensayo a compresión y proceso de rotura de la probeta a poder medir la apertura de fisura Imagen 6: Realización del ensayo a compresión y proceso de rotura de la probeta RESULTADOS EXPERIMENTALES IDOS RESULTADOS DE LOS ENSAYOS Ensayo a Flexión Ensayo a compresión A la vista de los resultados, cabe resaltar el buen comportamiento Fuerza (KN) Resistencia ( Mpa ) Deformación por flecha WA/50 mm Apertura de fisuración 5mm Fuerza (KN) Resistenci a ( Mpa ) , p tanto a compresión como a flexión que presentan los materiales polimérico, destacando sobretodo las características mecánicas de la (KN) ( Mpa ) flecha WA/50 mm fisuración 5mm (KN) a ( Mpa ) MP-04 A 11,27 12,08 2,55 0,43 83 51,85 polimérico, destacando sobretodo las características mecánicas de la probeta MP-03 A de resina Sikafloor-169, la cual al someterla a una fuerza de 16 99 KN resiste en flexión 14 95 Mpa ; y las características MP - 03 A 16,99 14,95 2,21 0,11 124,8 78,03 MP-02 A 13,27 11,68 3,06 0,98 81,4 50,89 fuerza de 16 , 99 KN, resiste en flexión 14 , 95 Mpa ; y las características de la probeta MP-05 de metacrilato de metilo, la cual al someterla a f d 192 7 KN it ió 120 43 M MP-05 14,28 24,89 1,11 0,18 192,7 120,43 Tabla 2: Características mecánicas de los polímeros una fuerza de 192 , 7 KN, resiste en compresión 120 , 43 Mpa . Tabla 2: Características mecánicas de los polímeros Del gráfico 1 hay que Del gráfico 2 hay que con cierta transparencia Del gráfico 1 hay que destacar el buen tit d l Del gráfico 2 hay que remarcar los datos bt id d l comportamiento de la probeta MP-03 A, obtenidos de la probeta MP-03 A, que siendo la matriz polimérica que mayor presenta una deformación de 2 , 21 p q y fuerza soporta a flexión y menor , mm, superior a la de la probeta MP - 05 pero flexión y menor apertura de fisura presenta la probeta MP 05 pero siendo la matriz polimérica que mayor presenta . polimérica que mayor fuerzaaflexión t soporta . lmente opacas Gráfico 1: Gráfica Fuerza-Deformación resultante del ensayo a Flexión Gráfico 2: Gráfica Fuerza-Deformación resultante del ensayo a Flexión