Evaluación del acero estructural reforzado con fibra de carbono unidireccional mediante el método de ensayo a flexión de tres puntos, descrito en la normativa ASTM E290- 22 para determinar el incremento de resistencia
Date
2023-09
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Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The need for a method to rehabilitate a structural member has increased significantly due
to the increase in magnitudes in live load. The reconditioning method using steel plate is
not a viable solution due to the added weight, difficulty of fixing and welding problems,
as well as being prone to corrosion and fatigue.
Previous research, determined that there is a directly proportional relationship between
roughness and adhesive strength, also developed alternative methods of surface
cleaning, to improve adhesive bonds, because of this we proceeded to evaluate how the
contact area influences depending on the flexural strength, obtaining results when
applying the three-point bending test described in the ASTM E290-22 standard, In
addition, the compressive properties of the adhesive were analyzed by means of a group
of specimens dimensioned according to the ASTM D695 standard, however a
mathematical model was implemented to establish differences between tests.
With the present investigation we compared the results obtained from the behavior of
structural steel ASTM A-36 reinforced with unidirectional carbon fiber adhered by a
high strength thixotropic adhesive, in a three-dimensional format, in two groups of
specimens, which one of them did not have reinforcement, evidencing the doubled
increase in resistance, the group that presented the best results for not having failure due
to detachment, was the one with the largest contact area with an average value of 10,646
micrometers and a maximum flexural effort of 893.05 MPa.
Description
La necesidad de un método para rehabilitar un miembro estructural ha incrementado
significativamente debido al aumento de magnitudes en carga viva. El método de
reacondicionamiento que utiliza placa de acero no es una solución viable debido al peso
añadido, dificultad de fijación y problemas de soldadura, además de ser propensas a
corrosión y fatiga.
Investigaciones previas, determinaron que existe una relación directamente proporcional
entre la rugosidad y la resistencia adhesiva, además desarrollaron métodos alternativos
de limpieza superficial, para mejorar uniones adhesivas, debido a ello se procedió a
evaluar cómo influye el área de contacto en función a la resistencia a flexión, obteniendo
resultados al aplicar el ensayo a flexión de tres puntos descrito en la normativa ASTM
E290-22, además se analizó las propiedades compresivas del adhesivo por medio de un
grupo de probetas dimensionadas según la normativa ASTM D695, no obstante se
implementó un modelo matemático para establecer diferencias entre ensayos.
Con la presente investigación se comparó los resultados obtenidos del comportamiento
del acero estructural ASTM A-36 reforzado con fibra de carbono unidireccional
adheridas mediante un adhesivo tixotrópico de alta resistencia, en un formato de tres
dimensiones, en dos grupos de probetas, la cual una de ellas no contó con reforzamiento,
evidenciando el aumento duplicado de resistencia, el grupo que mejor resultados
presentó por no tener falla por desprendimiento, fue el de mayor área de contacto con un
valor promedio de 10.646 micrómetros y un esfuerzo máximo a flexión de 893.05 MPa.
Keywords
ACERO REFORZADO, ÁREA DE CONTACTO, RESISTENCIA A FLEXIÓN, TIXOTRÓPICO, ADHESIVO