Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de paneles reforzados con fibras de caña brava

Introducción: Actualmente, el uso de compuestos elaborados con materiales de origen vegetal ha ganado importancia en diversas áreas de la ingeniería, fundamentalmente en la construcción civil. Objetivo: El objetivo de esta investigación es analizar el comportamiento físico y mecánico de paneles elab...

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Autores:
Monsalve Alarcón, Jonathan
Sánchez Cruz, Martha Lissette
Baquero Bastos, David Esteban
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Corporación Universidad de la Costa
Repositorio:
REDICUC - Repositorio CUC
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/12178
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11323/12178
https://doi.org/10.17981/ingecuc.14.1.2018.06
Palabra clave:
Composite materials
vegetal fibers
caña brava
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fracture
Materiales compuestos
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description Introducción: Actualmente, el uso de compuestos elaborados con materiales de origen vegetal ha ganado importancia en diversas áreas de la ingeniería, fundamentalmente en la construcción civil. Objetivo: El objetivo de esta investigación es analizar el comportamiento físico y mecánico de paneles elaborados con fibras de caña brava y resina vegetal. Metodología: Para la elaboración de los paneles, las fibras fueron extraídas usando un triturador mecánico. Las fibras fueron tratadas con solución de hidróxido de sodio. La eficacia del tratamiento químico se evaluó mediante microscopía electrónica de barrido. La rugosidad de las fibras se determinó usando la técnica de microscopía de fuerza atómica. Para la elaboración del compuesto, se utilizó el método de compresión. La caracterización física de los paneles se centró en la evaluación de la absorción efectiva, la densidad y el porcentaje de hinchamiento. Para evaluar el comportamiento mecánico, se llevaron a cabo pruebas de flexión estática y fractura mecánica. El análisis de la degradación del material se llevó a cabo utilizando pruebas de termogravimetría. Resultados: A partir de los resultados obtenidos, es posible verificar que los paneles elaborados con fibras de caña brava y resina vegetal pueden presentar un incremento en su estabilidad dimensional cuando se comparan con paneles elaborados con fibras de guadua Angustifolia Kunth, y, asimismo, muestran mayores valores de resistencia y rigidez que los paneles elaborados con fibras de coco y bambú. Conclusiones: Considerando que la caña brava es una planta invasiva, su aplicación como refuerzo de paneles compuestos resulta una opción viable para impulsar el desarrollo y aplicación de nuevos materiales en la construcción civil.
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La rugosidad de las fibras se determinó usando la técnica de microscopía de fuerza atómica. Para la elaboración del compuesto, se utilizó el método de compresión. La caracterización física de los paneles se centró en la evaluación de la absorción efectiva, la densidad y el porcentaje de hinchamiento. Para evaluar el comportamiento mecánico, se llevaron a cabo pruebas de flexión estática y fractura mecánica. El análisis de la degradación del material se llevó a cabo utilizando pruebas de termogravimetría. Resultados: A partir de los resultados obtenidos, es posible verificar que los paneles elaborados con fibras de caña brava y resina vegetal pueden presentar un incremento en su estabilidad dimensional cuando se comparan con paneles elaborados con fibras de guadua Angustifolia Kunth, y, asimismo, muestran mayores valores de resistencia y rigidez que los paneles elaborados con fibras de coco y bambú. Conclusiones: Considerando que la caña brava es una planta invasiva, su aplicación como refuerzo de paneles compuestos resulta una opción viable para impulsar el desarrollo y aplicación de nuevos materiales en la construcción civil.Introduction: The use of composites made of vegetable origin materials has gained importance in some areas of engineering, mainly in civil construction. Objective: The objective of this paper is to analyze the physical and mechanical behavior of panels made with caña brava fibers and vegetal resin. Methodology: For the elaboration of the panels, the fibers were extracted using a mechanical crusher. The fibers were treated with a sodium hydroxide solution. The effect of the chemical treatment was evaluated by scanning electron microscopy. The roughness of the fibers was determined using the atomic force microscopy technique. For the manufacture of the composite, a compression method was used. The physical characterization of the panels was focused on the evaluation of the effective absorption, density, and percentage of swelling. To evaluate the mechanical behavior, static bending and mechanical fracture tests were performed. To evaluate the degradation of the material with the temperature, a thermogravimetric test was executed. Results: From the results, it is possible to verify that panels made with caña brava fibers and vegetal resin can present an increase in their dimensional stability when compared to panels made with Guadua Angustifolia Kunth fibers and show higher values of strength and stiffness than panels elaborated with coconut and bamboo fibers. Conclusions: Considering that caña brava is an invasive plant, its application as reinforcement of composite panels is a viable option to promote the development and application of new materials in civil construction. &amp;nbsp;application/pdfspaUniversidad de la CostaINGE CUC - 2018https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/1682Composite materialsvegetal fiberscaña bravaphysical propertieshumidityabsorptiondensitymechanical propertiesstatic bendingfractureMateriales compuestosfibras vegetalescaña bravapropiedades físicashumedadabsorcióndensidadpropiedades mecánicasflexión estáticafracturaEvaluación de las propiedades físico-mecánicas de paneles reforzados con fibras de caña bravaEvaluation of the physical and mechanical properties of caña brava (Arundo donax) reinforced panelsArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articleJournal articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Inge CucPickering K, Properties and performance of natural-fibre composites. 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