Resistencia de las fibras a tracción

Para una adecuada utilización de las fibras es necesario también conocer los valores absolutos de los parámetros resistentes, principalmente el  módulo de Young y la resistencia a tracción. Pueden distinguirse  dos grupos: A y B.

Al grupo A pertenecerán  las superfibras de carbono y los nanotubos  de carbono, con módulos de Young  superiores a 200 GPa y a 600 GPa respectivamente; su resistencia a tracción tiene valores superiores a 2 GPa; generalmente mayores que 4 GPa para algún tipo de  fibras de carbono, pudiendo llegar a alcanzarse, teóricamente valores de hasta 46 GPa  en algún tipo de nanotubos de carbono de  muy elevada pureza.

Comparación de módulo y resistencia específica; Fibras de elevadas prestaciones (Laureano Cornejo, 2012)

Comparación de módulo y resistencia específica; Fibras de elevadas prestaciones (Laureano Cornejo, 2012)

Al grupo B pertenecen el resto de fibras  que aparecen en la figura, con módulos  de Young generalmente inferiores a 80 GPa aunque pueden alcanzarse valores de hasta 200 GPa;  su resistencia a tracción supera normalmente el valor de 1 GPa; algún tipo de fibras de vidrio y de basalto, puede llegar a superar el  valor de 4,5 GPa de resistencia a tracción.  En las figuras de esta entrada del blog no aparece el grupo  de poliolefinas (grupo alkeno), como las  macrofibras sintéticas de polipropilenopolietileno  (MFSPP-PE), porque se ha utilizado como criterio comparador los parámetros  de resistencia mecánica de las fibras.

Comparación módulo-resistencia; Fibras de E ≥ 25 GPa (Laureano Cornejo, 2012)

Comparación módulo vs resistencia; Fibras de E ≥ 25 GPa (Laureano Cornejo, 2012)

Las MFSPP-PE de mayores prestaciones,  fabricadas hasta el momento, tienen como parámetros resistentes los valores,  E <= 15-16 GPa y Resistencia a tracción aprox  600-700 MPa, muy inferiores a los de las fibras de acero.  Sin embargo este tipo de fibras tienen otras propiedades que las hacen muy adecuadas  para el refuerzo de compuestos cementíceos, en general, y de hormigones y morteros  en particular. Estas fibras tienen la potencialidad, solas o adicionadas a otros tipos de fibras (fibras de acero), de mejorar sustancialmente algunas propiedades muy importantes de los  hormigones como: la tenacidad a flexión en aquellas aplicaciones en las que se pueden  admitir mayores deformaciones. La incorporación, no lejana, de los nanotubos  de carbono y las nanofibras, solas o en combinación con otras fibras, revolucionará  el estado actual de las fibras y permitirá  la fabricación de materiales compuestos,  con propiedades diferentes a las de los compuestos actuales, haciéndolos más resistentes,  mas ligeros y con una mayor durabilidad.

Las fibras de polipropileno se caracterizan  por un bajo módulo de elasticidad  (E= 2,5 GPa-15 GPa), una notable resistencia  a tracción en algún tipo de macrofibras  (unos 700 MPa) y una gran ductilidad.

 

Este texto es un fragmento de “Influencia de la adición de fibras cortas discontinuas en las propiedades y en el comportamiento de los materiales cementíceos

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