Mejora de las características mecánicas de Vigas de Madera Laminada reforzadas con material sintético.

Abstract

En este trabajo se ha propuesto como objetivo reforzar las vigas laminadas de madera fabricadas a partir de Pinus taeda y Pinus elliottii, para incrementar el módulo de rotura a la flexión estática y el módulo de elasticidad a la flexión estática, incorporando cordones trenzados, de baja elongación y alta resistencia a la tracción, fabricados con fibras de polietileno con 3% de elongación al 100% de la carga de rotura. Los cordones se ubicaron en sentido longitudinal y entre las láminas que soportan los máximos esfuerzos de tracción. No se modificó el proceso productivo, las especies de madera, ni los adhesivos, ni los procedimientos de armado; solamente se incorporaron los cordones y se verificaron los resultados por medio de ensayos mecánicos. El cordón seleccionado tiene 4 mm de diámetro y 1060 kg de resistencia a la rotura. Se realizaron ensayos previos de tracción, para verificar su compatibilidad con los adhesivos utilizados y su adherencia a la madera, para lo cual se tomaron dos láminas de 15 mm de espesor, 50 mm de ancho y 200 mm de longitud, en una se hizo una ranura longitudinal para alojar el cordón, se aplicó el adhesivo, se instaló el cordón y se prensó el conjunto. Los ensayos consistieron en sujetar las láminas de madera, traccionando el cordón hasta que comenzaba a deslizar entre ambas láminas. El valor promedio fue de 13,7 N/mm. Se observó la necesidad de aplicar una pretensión a los cordones durante el armado de las vigas, para minimizar el efecto del trenzado y lograr alinear las fibras en el sentido del esfuerzo. Las medidas de las vigas fueron de: 55 mm de ancho, 100 mm de altura y 2000 mm de longitud. Se armaron un total de 30 vigas: seis vigas testigos sin cordones, seis vigas con un cordón y seis vigas con dos cordones a las que se le aplicó, como valor tentativo, una precarga de 20 kg en los extremos de cada cordón, luego seis vigas con un cordón y seis vigas con dos cordones a las que se le aplicó, como segundo valor tentativo con la finalidad de estudiar la tendencia, una precarga de 40 kg. En el caso de dos cordones se distanciaron con un valor tentativo de 25 mm entre ejes. Los ensayos de flexión estática se realizaron de acuerdo a lo especificado en las normas vigentes para vigas laminadas, en una Máquina Electromecánica Universal, Modelo 10407030 fabricante DIDACTA, con una capacidad de 300 kN. Los resultados fueron procesados estadísticamente comparándolos entre las vigas testigo y las vigas con los cordones: módulo de rotura a la flexión estática, módulo de elasticidad a la flexión estática y la carga de rotura a la flexión estática. Estos dieron un incremento estadísticamente significativo, resultando valores de 27,50%, 42,02%, 27,50%, respectivamente y permitieron establecer que la incorporación de cordones sintéticos produce una mejora de las características mecánicas. Las vigas laminadas de madera tienen un uso destacado como elementos estructurales y los cordones de refuerzo permiten obtener una mejora del -21,57% en la relación peso/resistencia.