Durabilidad a fractura interlaminar de composites de viniléster-poliuretano con tejido 2d de alto gramaje en vidrio E

Abstract

[ES] El presente trabajo de investigación se enmarca dentro del campo de los materiales compuestos o composites de resina viniléster y tejido de alto gramaje (780 g/m2) de fibra de vidrio E. Más concretamente esta resina viniléster es relativamente novedosa y no existe mucha investigación al respecto de ella, su novedad radica en que contiene en su cadena una segmentación uretano que le confiere propiedades más elásticas que sus homónimas de bisfenol-A tradicionales. Cada vez más las resinas viniléster están introduciéndose en mercados donde las resinas epoxi eran las indiscutibles dueñas. El desarrollo de estas nuevas resinas de mejor tixotropía y resistencia a los agentes básicos puede ayudar a incrementar su uso en refuerzos estructurales, así como en elementos que tengan per se su naturaleza alcalina, como puede ser el hormigón. Si bien, los fabricantes de resinas no suelen dar valores de resistencia al agrietamiento interlaminar o de tenacidad a la fractura, es uno de los valores más representativos a la hora de poder evaluar la adherencia entre fibra y matriz. En el caso de fracturas en modo de cizallamiento interlaminar que es como más comúnmente pueden generar el fallo los típicos composites de matriz termoestable, existe literatura científica al respecto, pero no de esta nueva resina. El presente trabajo tiene como objetivos el caracterizar el comportamiento a fractura interlaminar por carga en Modo II de los compuestos de resina viniléster-uretano reforzada con tejido de fibra de vidrio y curados a diferentes ciclos de temperatura para optimizar el proceso productivo de fabricación del composite. Así como estudiar el efecto de la degradación por inmersión prolongada en medios químicos, con carácter básico, de este nuevo material, simulando ambientes habituales de exposición causados por el exudado de hormigón a temperatura ambiente y a alta temperatura de servicio y también embebiendo este material en hormigón autocompactante. Este trabajo nos ha permitido caracterizar y cuantificar la influencia de la etapa de curado realizada para reducir el plazo de procesado del composite, en los indicadores de resistencia y de tenacidad a la deslaminación en un material compuesto de viniléster de segmento uretano. Se ha establecido que para esta resina, entre las propiedades mecánicas estáticas, la resistencia a deslaminación por cortadura o cizalladura, ¿, es la menos sensible al proceso de curado y al tiempo de degradación. También la tasa de relajación de energía por deformación se encuentra dentro de las características menos sensibles a los envejecimientos utilizados, así como al ambiente básico del hormigón. Características muy interesantes pues las tradicionales resinas bisfenol-A son muy sensibles a la basicidad del hormigón.

[CA] El present treball de recerca s'emmarca dins el camp dels materials compostos o compòsits de resina vinilèster i teixit d'alt gramatge (780 g / m2) de fibra de vidre E. Més concretament aquesta resina vinilèster és relativament nova i sobre la qual no hi ha molta investigació, la seva novetat radica en que conté en la seva cadena una segmentació poliuretà que li confereix propietats més elàstiques que les seves homònimes de bisfenol-a tradicionals. Cada vegada més les resines vinilèster estan introduint-se en mercats on les resines epoxi eren les indiscutibles propietàries. El desenvolupament d'aquestes noves resines de millor tixotropia i resistència als agents bàsics pot ajudar a incrementar el seu ús en reforços estructurals, així com en elements que tinguen per se naturalesa bàsica, com pot ser el formigó. Ara bé, els fabricants de resines no solen donar valors de resistència a l'esquerdament interlaminar o de tenacitat a la fractura, és un dels valors més representatius a l'hora de poder avaluar l'adherència entre fibra i matriu. En el cas de fractures en mode de cisallament interlaminar que és com més comunament poden generar la decisió els típics composites de matriu termoestable, hi ha literatura científica sobre aquest tema, però no d'aquesta nova resina. El present treball té com a objectius caracteritzar el comportament a fractura interlaminar per càrrega en mode II dels compostos de resina vinilèster-uretà reforçada amb teixit de fibra de vidre i curats a diferents cicles de temperatura per optimitzar el procés productiu de fabricació del compòsit. Així com estudiar l'efecte de la degradació per immersió prolongada en mitjans químics, amb caràcter bàsic, d'aquest nou material, simulant ambients habituals d'exposició causats pel exsudat de formigó a temperatura ambient i a alta temperatura de servei i també embevent aquest material en formigó autocompactant. Aquest treball ens ha permès caracteritzar i quantificar la influència de l'etapa de curat realitzada per reduir el termini de processament del composite, en els indicadors de resistència i de tenacitat a la deslaminació en un material compost de vinilèster de segment uretà. S'ha establert que per a aquesta resina, entre les propietats mecàniques estàtiques, la resistència a deslaminació per tall o cisallament, ¿, és la menys sensible al procés de curat i al temps de degradació. També la taxa de relaxació d'energia per deformació es troba dins de les característiques menys sensibles als envelliments utilitzats, així com l'ambient bàsic del formigó. Característiques molt interessants ja que les tradicionals resines bisfenol-A són molt sensibles a la basicitat del formigó.

[EN] This research work is part of the field of vinyl ester resin composites and composites and high grammage (780 g/m2) glass fiber E. More specifically, this vinylester resin is relatively new and there is not much research Regarding it, its novelty lies in that it contains a polyurethane segmentation in its chain that gives it more elastic properties than its traditional bisphenol-A homonymous. More and more vinylester resins are entering markets where epoxi resins were the undisputed owners. The development of these new resins of better thixotropy and resistance to basic agents can help to increase their use in structural reinforcements, as well as elements that have per-se its basic nature, such as concrete. Although, the manufacturers of resins do not usually give values of resistance to the cracking interlaminar or of tenacity to the fracture, it is one of the most representative values when it comes to being able to evaluate the adherence between the fiber and the matrix. In the case of fractures in the interlaminar shear mode, which is the most common form in which the fault can generate the typical thermostable matrix composites, there is scientific literature on this, but not this new resin. The objective of this work is to characterize the behavior to interlaminar fracture toughness in Mode II of vinyl ester-urethane resin composites reinforced with fiberglass fabric and cured at different temperature cycles to optimize the production process of manufacturing of the composite. As well as studying the effect of the degradation by prolonged immersion in chemical means, with basic character, of this new material, simulating habitual atmospheres of exposure caused by the exudate of concrete at room temperature and high temperature of service and also imbibing this material in self-compacting concrete. The present investigation has allowed us to characterize and quantify the influence of the curing stage carried out to reduce the processing time of the composite, in the indicators of resistance and tenacity to delamination in a vinyl ester compound of urethane segment. It has been established that, for this resin between the static mechanical properties: the resistance to delamination by shearing or shearing, ¿, is the least sensitive to the curing process and to the degradation time. Also, the rate of relaxation of energy by deformation is found within the characteristics less sensitive to the aging used, as well as to the basic environment of the concrete. Very interesting characteristics because the traditional bisphenol-A resins are very sensitive to the basicity of concrete.