INFORME DE TRABAJO SOBRE POLIMEROS REFORZADOS CON FIBRA

1. 2015

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POLIMEROS
Conocidos también como PLASTICOS. La aparición y el desarrollo de los materiales plásticos puede considerarse
una de las grandes revoluciones del siglo pasado en lo referente a los materiales. Los avances conseguidos en los
métodos de producción de estos materiales (que comportaron unos precios muy asequibles), unidos a sus
excelentes características hicieron que fueran rápidamente aceptados y empleados por el sector de la industria y
el de la construcción. El perfeccionamiento de estas características el siguiente paso en la consecución de
materiales cada vez más adecuados a las necesidades productivas, y el refuerzo con fibras de los materiales
plásticos es, sin duda, el mejor ejemplo de dicho perfeccionamiento. La aparición y el desarrollo de los
materiales plásticos puede considerarse una de las grandes revoluciones del siglo pasado en lo referente a los
materiales. Los avances conseguidos en los métodos de producción de estos materiales (que comportaron unos
precios muy asequibles), unidos a sus excelentes características hicieron que fueran rápidamente aceptados y
empleados por el sector de la industria y el de la construcción. El perfeccionamiento de estas características el
siguiente paso en la consecución de materiales cada vez más adecuados a las necesidades productivas, y el
refuerzo con fibras de los materiales plásticos es, sin duda, el mejor ejemplo de dicho perfeccionamiento.
COMPOSICION:
Los plásticos reforzados con fibras (PRF) están compuestos por un polímero (también llamado la matriz) que
junto a las cargas y aditivos forman la resina, y unas fibras determinadas.
MATRICES:
Podemos clasificar los plásticos básicamente en termoplásticos y termoestables. Los primeros tienen las
macromoléculas unidas por fuerzas de baja intensidad, que pueden ser rotas con un simple calentamiento, dando
lugar al plástico fundido. En cambio, las macromoléculas de los plásticos termoestables están unidas por fuerzas
que llegan a igualar las que unen a los propios átomos dentro de ellas mismas, por lo que se romperán antes de
separarse. Esto conlleva que no pasen de estado sólido a líquido al incrementar la temperatura. Podemos clasificar
los plásticos básicamente en termoplásticos y termoestables. Los primeros tienen las macromoléculas unidas por
fuerzas de baja intensidad, que pueden ser rotas con un simple calentamiento, dando lugar al plástico fundido. En
cambio, las macromoléculas de los plásticos termoestables están unidas por fuerzas que llegan a igualar las que

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Unen a los propios átomos dentro de ellas mismas, por lo que se romperán antes de separarse. Esto conlleva que
no pasen de estado sólido a líquido al incrementar la temperatura.
MATRICES TERMOESTABLES:
Las resinas líquidas termoestables consisten en una serie de precursores líquidos o semilíquidos, que deben
curarse para alcanzar el estado sólido, por medios químicos, térmicos (altas temperaturas), o por medio de
radiaciones (UV, gamma, electrones o microondas). Una vez curadas, tienen gran cantidad de enlaces cruzados, y
no pueden volver a fundir sin sufrir una grave degradación. Las resinas más utilizadas son:
RESINAS EPOXI:
La importancia de las matrices epoxi está en la capacidad del radical epóxido para reaccionar con una gran
variedad de otros radicales orgánicos y formar enlaces cruzados sin la aparición de un producto condensado. Las
resinas epoxi se caracterizan por tener baja retracción, buen comportamiento a temperatura elevada (hasta
180 °C) y buena resistencia a los agentes químicos.
Podemos distinguir dos tipos principales de resinas epoxi, según la estructura química en la que se basan:
 TGMDA (dianilina tetraglicil metileno): esta molécula es el componente más importante de las
formulaciones de resinas epoxi para aplicaciones de alta tecnología. Presenta una alta densidad de
entrecruzamiento.
 DGEBA (diglicil éter de bisfenol A): cura a menor densidad de entrecruzamiento que la anterior.
La diferencia entre la densidad de entrecruzamientos en el curado será la que determinará las diferentes
propiedades de las resinas.
Además de estas dos, podemos encontrar otras resinas epoxi con características en función de las anteriores,
como son las novolacas, las resinas epoxi trifuncionales y la resina epoxi bisfenol F
En las resinas epoxi es muy importante la elección del agente de curado, ya que éste determina las propiedades
térmicas y mecánicas últimas de la resina. Hay tres tipos básicamente:
 Aminas: las aminas alifáticas curan la resina a temperatura ambiente, pero poseen baja temperatura de
servicio; las aromáticas proporcionan las resinas con mejores propiedades, pero requieren temperaturas de
curado de 120-175 °C; y las cicloalifáticas tienen propiedades intermedias entre las dos anteriores.
 Anhídridos: curan resinas epoxi Bisfenol A a 120-175 °C
RESINAS DE POLIESTER NO SATURADO:
Constituyen la familia más importante de resinas termoestables utilizadas en materiales compuestos. El curado de
estas resinas puede realizarse de múltiples maneras, con aditivos químicos, calentamiento o radiación. Además, la
configuración y composición química de la resina poliéster endurecida determinan sus características y sus
propiedades (flexibilidad, dureza, resistencia mecánica, química, etc.), de manera que mediante una elección
acertada de dichos parámetros, podemos variar considerablemente las características de la resina elegida. En

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Definitiva, las resinas de poliéster no saturado es el sistema más versátil, pudiendo ser adaptado a multitud de
procesos y necesidades.
Como hemos dicho, dentro de esta familia hay gran variabilidad de propiedades, he aquí los rangos de valores que
podemos encontrar:
 Resistencia a flexión (MPa): 80 – 140
 Resistencia a tracción (MPa): 40 – 85
 Módulo de tracción (GPa): 2 – 3.5
 Porcentaje de elongación: 1.2 – 4.8
MATRICES TERMOPLASTICAS:
Por otra parte, es posible encontrar matrices termoplásticos reforzadas con altas prestaciones. Estas matrices se
han desarrollado con el doble objetivo de obtener materiales aptos para altas temperaturas que tengan elevada
resistencia al impacto. El resultado de los avances en este campo son matrices más duras, con mayores
resistencias que las termoestables y una menor absorción de agua. Además no tienen un tiempo determinado para
su moldeo ni necesitan curado, lo que supone menores costes, y el proceso de reciclaje es más fácil.
Las matrices más importantes son el polieter eterketona (PEEK), el sulfuro de polifenileno (PPS) y la polieterimida
(PEI), y la poliamidaimida (PAI). Sus características más relevantes son:
 PEEK: El PEEK es un material termoplástico parcialmente cristalino, que ofrece una combinación única de
altas propiedades mecánicas, resistencia a la temperatura (rango de temperaturas de trabajo entre -60 °C y
250 °C) y excelente resistencia química. Otras características:
 Alto límite de fatiga y elevada tenacidad
 Muy buena resistencia al desgaste
 Resistencia intrínseca a la llama
 Muy bajo nivel de humo durante la combustión
 Buenas propiedades dieléctricas y de aislamiento eléctrico
 PPS: Al igual que el anterior, este material presenta propiedades termoplásticas incluso en el material
compuesto final. Presenta una resistencia química y térmica sobresaliente (232 °C continuos) y una excelente
resistencia a la baja temperatura. Además es inerte a la mayoría de los compuestos químicos en un amplio
rango de temperaturas. Requiere alta temperatura para su proceso.
 PEI: Características más importantes: Resistencia inherente a la llama, baja emisión de humos, resistencia a
altas temperaturas por largo tiempo, estabilidad dimensional, estabilidad química e hidrolítica.
 PAI: Esta matriz se moldea como un material termoplástico pero que tras el post curado presenta
propiedades parcialmente termoestables, lo que permite aumentar la resistencia a altas temperaturas.

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CARGAS:
En la industria de los materiales compuestos se utilizan diferentes productos que pueden ser incorporados al
material compuesto fibra-resina para aportar características particulares o reducir el coste del mismo. En general,
establecemos la distinción entre cargas y aditivos según la cantidad: las cargas siempre se utilizan en mayores
cantidades que los aditivos.
Podemos dividir las cargas en dos grandes grupos, las reforzantes y las no reforzantes, que buscan la disminución
del costo global del material compuesto.
CARGAS REFORZANTES:
Entre las cargas reforzantes, las más utilizadas son las microesferas de vidrio, cuyo interés principal reside en su
geometría que reparte regularmente los esfuerzos de las piezas, evitando de esta forma las concentraciones de
tensiones. Como la relación superficie/volumen es mínima, no influyen mucho en la viscosidad de la resina, por lo
que se pueden usar en porcentajes altos. Pueden ser macizas o huecas, y tienen un diámetro comprendido entre
10 y 150 micras.
En algunos casos concretos pueden emplearse otros tipos de microesferas, con características superiores a las de
vidrio pero considerablemente más caras:
 Microesferas huecas de carbono: densidad de 120 kg/m³ y diámetro entre 5 y 150 micras.
 Microesferas huecas orgánicas (epoxi, fenólicas, poliestireno o cloruro de vinilo/acronitrilo): densidad
entre 100 y 500 kg/ m³ y diam. entre 10 y 800 micras y prestaciones sensiblemente menores.
Entre las cargas reforzantes, las más utilizadas son las microesferas de vidrio, cuyo interés principal reside en su
geometría que reparte regularmente los esfuerzos de las piezas, evitando de esta forma las concentraciones de
tensiones. Como la relación superficie/volumen es mínima, no influyen mucho en la viscosidad de la resina, por lo
que se pueden usar en porcentajes altos. Pueden ser macizas o huecas, y tienen un diámetro comprendido entre
10 y 150 micras.
En algunos casos concretos pueden emplearse otros tipos de microesferas, con características superiores a las de
vidrio pero considerablemente más caras:
 Microesferas huecas de carbono: densidad de 120 kg/m³ y diámetro entre 5 y 150 micras.
 Microesferas huecas orgánicas (epoxi, fenólicas, poliestireno o cloruro de vinilo/acronitrilo): densidad
entre 100 y 500 kg/ m³ y diam. entre 10 y 800 micras y prestaciones sensiblemente menores.
CARGAS NO REFROZANTES:
Entre las cargas no reforzantes, las más utilizadas son de origen mineral y se incorporan a la resina en
proporciones compatibles con las características buscadas y el precio, que generalmente es bajo, debido a que
estas cargas son simplemente extractos de rocas o minerales. Las más utilizadas son carbonatos, silicatos y sílices.
Además hay otra serie de cargas no reforzantes, entre las que destacan por su uso extendido las siguientes:

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 Cargas ignífugas: hidrato de aluminio, óxido de antimonio, boratos de zinc, productos orgánicos variados
 Cargas conductoras (de la electricidad o del calor): Polvos metálicos, microesferas metalizadas, negro de
humo, filamentos metálicos muy finos.
ADITIVOS:
Los aditivos son sustancias empleadas en los PRF en menor cantidad que las cargas con el objeto de incrementar
las prestaciones del material. Cada tipo de aditivo tiene generalmente la propiedad de intervenir en una sola
característica específica, por lo que es común emplear más de un tipo de aditivo conjuntamente, siempre que sean
compatibles. Sin embargo es necesario advertir que si empleamos demasiados aditivos a la vez corremos el riesgo
de modificar otras propiedades del polímero base, por lo que es conveniente limitar el número de aditivos
utilizados en una misma matriz.
Estos son los tipos de aditivos más empleados:
 Lubrificantes: interno (modifica las fuerzas de cohesión intermoleculares, diminuyendo la viscosidad de la
resina sin alterar sus propiedades) o externo (aflora a la superficie de la resina para reducir su tendencia a
pegarse a los moldes).
 Agentes antiestáticos: empleados en resinas incapaces de dispersar las cargas iónicas que se puede dar
sobre la superficie del producto durante la fabricación.
 Agentes antioxidantes: garantizan unas prestaciones prolongadas del material frente a la acción de los rayos
UV y del ozono.
 Agentes que modifican las propiedades mecánicas: se trata de Monoceros añadidos durante la fabricación
del compuesto polimérico de base y que influyen en un parámetro específico (p.e. la rigidez del material)
manteniendo casi invariables las demás características.
 Agentes retardantes de la llama e ignífugos.
 Conservantes: impiden que el material sea ataca por microorg., insectos o roedores.
 Pigmentos: preparados a partir de productos insolubles, en forma sólida, de origen mineral u orgánico
 Colorantes: compuestos solubles en agua o disolvente orgánico que se utilizan poco debido a su mala
resistencia química.
 Pastas colorantes: son dispersiones de pigmentos en un soporte pastoso, de fácil incorporación y dispersión
en la resina.
FIBRAS:
La fibra es el componente de refuerzo del material compuesto, por lo que las características del PRF
(especialmente su resistencia mecánica, rigidez y dureza) van a estar muy determinadas por la fibra utilizada en
su fabricación.
Estas son las fibras más utilizadas y sus características más importantes:
La fibra es el componente de refuerzo del material compuesto, por lo que las características del PRF
(especialmente su resistencia mecánica, rigidez y dureza) van a estar muy determinadas por la fibra utilizada en
su fabricación.

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Estas son las fibras más utilizadas y sus características más importantes:
FIBRA DE VIDRIO:
Esta es la fibra más empleada en los PRF, especialmente en aplicaciones industriales, debido a su gran
disponibilidad, sus buenas características mecánicas y a su bajo coste.
Existe una gran variedad de fibras de vidrio disponibles en el mercado, en las que priman distintas características,
entre las que destacan:
 aislamiento eléctrico
 resistencia química
 alta resistencia mecánica
 elevado módulo de elasticidad
 propiedades dieléctricas
 transparencia a los rayos X
Y, por supuesto, también encontramos vidrios que aúnan dos o más de estas características. Las diferencias
radican básicamente en los silicatos presentes en el vidrio, normalmente un silicato alcalino y uno alcalinotérreo.
CARACTERISTICAS:
 Alta adherencia fibra-matriz
 Resistencia mecánica, con una resist. Específica (tracción/densidad) superior a la del acero.
 Características eléctricas: aislante eléctrico, buena permeabilidad. dieléctrica, permeable a las ondas
electromagnéticas.
 Incombustibilidad. No propaga la llama ni origina humos o toxicidad.
 Estabilidad dimensional (bajo coef. de dilatación).
 Compatibilidad con las materias orgánicas.
 Imputrescibilidad, insensible a roedores e insectos.
 Débil conductividad térmica (ahorro de calefacción).
 Excesiva flexibilidad.
 Bajo coste.
El proceso de fabricación consiste en el estiramiento a muy alta temperatura, por tracción mecánica o por acción
de fluidos en movimiento, de una veta de vidrio fundido y su inmediata solidificación.
 Alta adherencia fibra-matriz
 Resistencia mecánica, con una resist. Específica (tracción/densidad) superior a la del acero.
 Características eléctricas: aislante eléctrico, buena permeabilidad. dieléctrica, permeable a las ondas
electromagnéticas.
 Incombustibilidad. No propaga la llama ni origina humos o toxicidad.
 Estabilidad dimensional (bajo coef. de dilatación).

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 Compatibilidad con las materias orgánicas.
 Imputrescibilidad, insensible a roedores e insectos.
 Débil conductividad térmica (ahorro de calefacción).
 Excesiva flexibilidad.
 Bajo coste.
El proceso de fabricación consiste en el estiramiento a muy alta temperatura, por tracción mecánica o por acción
de fluidos en movimiento, de una veta de vidrio fundido y su inmediata solidificación.
FIBRA DE CARBONO:
Para muchas aplicaciones en las que la fibra de vidrio presenta una rigidez insuficiente, es necesario sustituirla
por fibras de carbono, siempre que la gran diferencia de precio esté justificada.
Básicamente podemos encontrar tres tipos de fibras de carbono en el mercado:
 Fibra de carbono de alto módulo de elasticidad (HM)
 Fibra de carbono de alta resistencia (HR)
PROPIEDADES:
 Elevado módulo de elasticidad y resistencia a tracción:
 No presenta plasticidad, el límite de rotura coincide con el límite elástico.
 Baja densidad.
 Elevada resistencia a las altas temperaturas (a temperaturas del orden de los 1500–2000 °C presenta un
incremento de sus prestaciones).
 Coeficiente de dilatación térmica lineal prácticamente nulo.
 Elevada resistencia a las bases.
 Buena conductividad eléctrica y térmica.
 Alto coste.
 Baja resistencia al impacto de baja energía.
 Produce diferencias de potencial al contacto con los metales, lo que puede favorecer corrosiones.
Proceso de fabricación: las fibras de carbono se fabrican mediante pirólisis controlada y ciclización de precursores
de cierta fibra orgánica, el más común de los cuales es el precursor poliacrilonitrilo (PAN), y el alquitrán. El
primero es una fibra sintética, con una conversión en fibra entre el 50 y el 55 %, y el segundo se obtiene de la
destilación destructiva del carbón, siendo este relativamente más barato.
 Elevado módulo de elasticidad y resistencia a tracción:

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 No presenta plasticidad, el límite de rotura coincide con el límite elástico.
 Baja densidad.
 Elevada resistencia a las altas temperaturas (a temperaturas del orden de los 1500–2000 °C presenta un
incremento de sus prestaciones).
 Coeficiente de dilatación térmica lineal prácticamente nulo.
 Elevada resistencia a las bases.
 Buena conductividad eléctrica y térmica.
 Alto coste.
 Baja resistencia al impacto de baja energía.
 Produce diferencias de potencial al contacto con los metales, lo que puede favorecer corrosiones.
Proceso de fabricación: las fibras de carbono se fabrican mediante pirólisis controlada y ciclización de precursores
de cierta fibra orgánica, el más común de los cuales es el precursor poliacrilonitrilo (PAN), y el alquitrán. El
primero es una fibra sintética, con una conversión en fibra entre el 50 y el 55 %, y el segundo se obtiene de la
destilación destructiva del carbón, siendo este relativamente más barato.
FIBRAS ORGANICAS:
Dentro de esta denominación se hallan incluidas otras como las fibras de polietileno de cadena alargada o las
fibras de polímeros de líquido termotrópico cristalino, pero nos centraremos en las fibras de aramida, debido a su
uso mayoritario y a sus excepcionales características.
Tipos de aramida:
 Fibras de bajo módulo (E = 70 GPa)
 Fibras de alto módulo (E = 130 GPa)
Quizás la característica más llamativa de las aramidas es su alta resistencia al impacto, su gran tenacidad y su alta
capacidad de absorción de energía, motivos por los cuales es usada incluso en chalecos antibala.
Sin embargo, podemos destacar estas otras características:
 Elevada resistencia específica a la tracción (5 veces más resistente que el acero).
 Buena estabilidad mecánica en el rango (-30 °C/200 °C)
 Alto módulo de elasticidad y baja elongación a la rotura.
 Gran estabilidad química, excepto contra ácidos fuertes y bases muy concentradas. Además son resistentes a
la llama y auto extinguibles.

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Y en cuanto a desventajas podemos destacar una baja resistencia a compresión y flexión, pérdidas de resistencia
en presencia de humedad y baja adherencia a determinadas matrices, por ejemplo las termoplásticos; además, su
precio es elevado en comparación con otras fibras.
La fibra de aramida se fabrica mediante un proceso de extrusión e hilado.
OTRAS FIBRAS:
Los tres tipos de fibras anteriores son claramente los más utilizados. Sin embargo podemos referenciar aquí, más
brevemente, otras fibras presentes en el mercado, con prestaciones más altas pero con costes prohibitivos en
muchos casos.
FIBRAS CERAMICAS:
Estas fibras surgen por la necesidad en sector aeroespacial de refuerzos para altas temperaturas. Además de esta
resistencia, presentan altísimas prestaciones en cuanto a resistencia a tracción y estabilidad química. Sin embargo,
su fabricación y manipulación es extremadamente complicada y costosa, por lo que su utilización se he limitado a
este sector y a la industria metalmecánica, en hornos de carburizado para tratamientos termoquímicos, los cuales
pueden llegar a alcanzar temperaturas de hasta 950 °C.
Dentro de las fibras cerámicas destacan los whiskers: fibras inorgánicas cortas de estructura perfectamente
cristalina, con resistencias a tracción entre 3 y 14 GPa y módulos de elasticidad entre 400 y 700 GPa, además de
una resistencia a altas temperaturas.
Estas fibras surgen por la necesidad en sector aeroespacial de refuerzos para altas temperaturas. Además de esta
resistencia, presentan altísimas prestaciones en cuanto a resistencia a tracción y estabilidad química. Sin embargo,
su fabricación y manipulación es extremadamente complicada y costosa, por lo que su utilización se he limitado a
este sector y a la industria metalmecánica, en hornos de carburizado para tratamientos termoquímicos, los cuales
pueden llegar a alcanzar temperaturas de hasta 950 °C.
Dentro de las fibras cerámicas destacan los whiskers: fibras inorgánicas cortas de estructura perfectamente
cristalina, con resistencias a tracción entre 3 y 14 GPa y módulos de elasticidad entre 400 y 700 GPa, además de
una resistencia a altas temperaturas.
FIBRA DE BORO:
Son fibras obtenidas a partir de la deposición en substrato de wolframio o de carbono, siendo las primeras las más
utilizadas, aunque únicamente en el sector espacial, militar o aeronáutico, debido a su elevado coste.
Destacan las siguientes propiedades:
 Densidad: 2570 kg/m³
 Alta resistencia: 3600 MPa
 Alto módulo de elasticidad: 400 GPa
 Posibilidad de combinar con epoxi, matrices de aluminio y titanio.

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FIBRA DE CARBURO DE SILICIO:
Esta fibra ha sido utilizada con éxito como refuerzo de matrices orgánicas y cerámicas. Tiene un coste menos
elevado que la de boro, por lo que se está utilizando en mayor medida que éste como refuerzo. El proceso de
fabricación es bastante similar al de la fibra de boro. Éstas son las propiedades más importantes:
 Densidad: 2800 kg/m³
 Resistencia a tracción: 2.5 a 3 GPa
 Módulo de elasticidad: 200 GPa
 Elevada temperatura máxima de servicio: 1250 °C
FIBRA DE CUARZO:
A partir de cristales de cuarzo natural se forman filamentos. Alrededor de 200 filamentos combinados dan lugar a
una fibra flexible y con alta resistencia. Se puede utilizar con la mayoría de las resinas. He aquí algunas de
sus propiedades:
 Densidad: 2200 kg/m³
 Resistencia a tracción: 3.45 GPa
 Módulo de elasticidad: 71 GPa
 Deformación a la rotura del 1%, son fibras perfectamente elásticas.
 Excelente resistencia al choque térmico: es posible calentarlas hasta 1100 °C y enfriarlas rápidamente en
agua sin ningún cambio.
A partir de cristales de cuarzo natural se forman filamentos. Alrededor de 200 filamentos combinados dan lugar a
una fibra flexible y con alta resistencia. Se puede utilizar con la mayoría de las resinas. He aquí algunas de
sus propiedades:
 Densidad: 2200 kg/m³
 Resistencia a tracción: 3.45 GPa
 Módulo de elasticidad: 71 GPa
 Deformación a la rotura del 1%, son fibras perfectamente elásticas.
 Excelente resistencia al choque térmico: es posible calentarlas hasta 1100 °C y enfriarlas rápidamente en
agua sin ningún cambio.
FIBRAS METALICAS:
Tienen la desventaja de su densidad y coste, pues son más caras que la fibra de vidrio (a excepción del acero).
Éstas son las más utilizadas y sus principales características:
 Hierro y aleaciones: alta resist. y mod. elast. Ferromagnéticos.
 Aceros inoxidables: resistencia a la corrosión
 Superaleaciones de níquel y cobalto: resist. Mecánica y química a altas temperaturas.
 Titanio, tantalio, níquel: refractarios, resist. a la corrosión.

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 Cobre y aleaciones: conductividad eléctrica y térmica
 Aluminio y aleaciones: baja densidad, conductor elec. y térmico.
 Plata, oro y metales preciosos: conductor elec. y term. No se corroen.
INTERFAZ FIBRA – MATRIZ:
Las propiedades del PRF están determinadas por la matriz y las fibras empleadas, así como por las cargas o
aditivos que pueda contener. Sin embargo, para ello es esencial asegurar una correcta unión entre los refuerzos y
la matriz, de manera que su resistencia y rigidez sea transmitida al material compuesto. El comportamiento a
fractura también depende de la resistencia de la interfase.
Una interfase débil da como resultado un material con baja rigidez y resistencia, pero alta resistencia a la fractura,
mientras que una interfase fuerte resulta en un material rígido y resistente, pero con una frágil resistencia a la
fractura.
En relación con la interfase es importante considerar la impregnabilidad. Ésta se define como la capacidad de un
líquido de extenderse por una superficie sólida. En algunas etapas de la fabricación del material compuesto, la
matriz se debe comportar como un líquido, por lo que una buena impregnabilidad significará que la matriz fluirá
perfectamente por la superficie del refuerzo y desplazara todo el aire. Un buen impregnado se dará cuando la
viscosidad de la matriz no sea muy alta y cuando exista un descenso de la energía libre del sistema
Además, en la unión de la interfase pueden darse varios tipos de unión:
 Unión mecánica: cuanto más rugosa sea la superficie más efectiva será la unión. Esta unión en efectiva
cuando la fuerza se aplica paralela a la superficie (esfuerzos cortantes), sin embargo será poco efectiva para
esfuerzos de tracción.
 Unión electrostática: La unión entre refuerzo y matriz ocurre cuando una superficie está cargada
positivamente y la otra negativamente. Estas uniones son efectivas únicamente en distancias pequeñas, del
orden de átomos.
 Unión química: Puede estar formada entre grupos químicos en la superficie del refuerzo y grupos químicos
compatibles en la matriz. La resistencia de la unión depende el número de uniones por unidad de área. Para
este tipo de uniones pueden utilizarse agente apareantes.
 Unión mediante reacción o interdifusión: Los átomos o moléculas de los componentes del material
compuesto pueden difundirse en la interfase para da lugar a este tipo de unión. Para interfases en las que
estén involucrados polímeros, este tipo de unión puede considerarse como un entrelazado entre moléculas.
Para los sistemas en los que estén involucrados metales y cerámicas la difusión de componentes de ambos
materiales puede dar lugar a una frontera en la interfase de diferente estructura y composición que dichos
materiales.

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UTILIZACION:
Dada la gran cantidad de fibras y matrices disponibles, se pueden conseguir una variedad inmensa de
combinaciones que podrán adecuarse a las necesidades de cada caso.
Para dicho fin, es necesario tener en cuenta los cinco elementos que determinan las características de un PRF:
fibras, matriz, cargas, aditivos e interfaz fibra-matriz, comprobando su compatibilidad dadas sus características
individuales. Para ello es habitual hacer ensayos de los PRF antes de su utilización. Sin embargo, se tiene bastante
experiencia sobre el comportamiento de algunas combinaciones particulares, dada su extensa aplicación, por lo
que para dichas combinaciones puede no ser resultar necesario un ensayo tan exhaustivo como en otros casos.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS:
+
CUADRO DESCRIPTIVO:

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APLICACIÓN EN LA CONSTRUCCION:
VENTAJAS DE USAR CFRP Y GFRP COMO REFUERZO PARA APLICACIONES EN CONSTRUCCIÓN
 Refuerzo ligero, reducción de peso frente a los materiales tradicionales.
 Permiten menores recursos logísticos y humanos: REDUCCIÓN DE COSTES.
 Eficacia estructural: Por su relación Resistencia/densidad se consiguen estructuras ligeras con altas
capacidades mecánicas.
 Proceso de ejecución más rápido y gran flexibilidad en el montaje de elementos y piezas, facilidad de
transporte, no es necesario remover servicios ni instalaciones. Por tanto se REDUCEN LOS PLAZOS DE
ENTREGA Y PUESTA EN FUNCIONAMIENTO.
 Sistema no Intrusivo. Mínimas afecciones a la estructura y al entorno.
 Mínimo Mantenimiento: materiales resistentes a la corrosión y ambientes agresivos (ataques
químicos). No necesitan pintura y no se
 Pudren: REDUCCIÓN DE COSTES.
 Inalterabilidad e Impermeabilidad en ambientes agresivos: Especialmente aplicables a obras en plantas
químicas, industriales, ambientes marinos, etc.
 Libertad de diseño y Versatilidad de Acabados (texturas, color, etc.)
 Uniones Químicas: Unión mediante adhesivos químicos.
 No crean interferencias frente a ondas electromagnéticas: Idóneos para zonas de navegación aérea.
 Si bien los costes de estos materiales son mayores a los costes de los materiales empleados
tradicionalmente, debido a las ventajas mencionadas existe una reducción de los costes globales de
construcción al emplear FRPs.

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CONCRETO POLIMERICO (PC)
Es un material compuesto formado por la combinación de agregados minerales (arena, grava, agua entre otros) y
resina poliméricas.
VENTAJAS
Rápido secado, valores alto en propiedades mecánicas y capacidad de soportar ambientes corrosivos.
Bajo peso específico, alta resistencia Qca y baja absorción de humedad.

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Excelentes propiedades de amortiguación de las vibraciones, propiedades aislantes.
SIMILITUD CON CONCRETO PORTLAND
CONCRETO POLIMERICO CONCRETO PORTLAND
Resina Cemento
Cargas ( arena, talco, carbonato de calcio) Arenas y Gravas
Catalizador Agua
Fibras Refuerzos ( Varillas )
COMPARACION CON CONCRETO NORMAL

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RESITENCIA A SOLVENTES Y QUIMICOS
PROPIEDADES DEL HORMIGON POLIMERICO
Varían mucho y dependen del contenido de aglutinante, la distribución de tamaño de los agregados, la naturaleza
y el contenido relleno microscópico, las condiciones de curado y así sucesivamente.
LIMITACIONES PARA EL USO
Presentan gran potencial respecto a los concretos convencionales. Sin embargo, antes de que el potencial de estos
materiales como un material alternativo pueda ser plenamente aprovechado, una metodología para la evaluación
de las propiedades a largo plazo debe estar disponible.
ESTUDIOS DE FATIGA HORMIGON POLIMERICO (PC)
Los estudios sobre el comportamiento a fatiga del hormigón polímero son muy escasos.
El límite de resistencia a la fatiga de dos millones de ciclos ha sido reportado como un nivel de tensión de 59%,
muy similar a la del hormigón de cemento.
Ejemplo:
PUENTES Y PASARELAS DE POLIMERICO REFORZADO CON FIBRAS
Los nuevos materiales compuestos basados en polímeros reforzados con fibras (PLR), están presentes en casi
todos los objetos de nuestra vida diaria. También se usan en el mundo de la construcción: elementos estructurales,
cerramientos opacos o traslúcidos, sanitarios, pavimentos, conducciones, elementos de instalaciones eléctricas,
etc.
Suelen ser estructuras híbridas, donde se combinan elementos tradicionales con nuevos materiales. En general
son de dos tipos:
 Las que el tablero superior es de PRF que se apoya sobre vigas de acero, de madera o de hormigón
 Las que las vigas son de PRF y sobre ellas apoya un tablero tradicional (hormigón armado, madera)

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Entre las ventajas de los puentes y pasarelas realizados con plásticos reforzados con fibras, podemos resaltar las
siguientes:
 Ligereza
 Elevada resistencia y rigidez específica
 Gran resistencia a la corrosión y agentes ambientales
 Baja conductividad térmica
 No producen interferencias en campos electro-magnéticos
 Gran libertad de formas, tamaños y diseños
Entre las desventajas:
 Elevado precio inicial (necesario un análisis a lo largo de toda la vida)
 Degradación de sus propiedades a temperaturas no excesivamente altas, especialmente de la matriz
polimérica (100ºC)
 Inercia del sector
 Falta de experiencia
 Inexistencia de normas y recomendaciones
 Mal comportamiento en caso de incendio

19. -Valor Creativo-
-POLIMEROS-
19
CONCLUSION:
PC alta resistencia, fácil fraguado, es más estable, fácil fabricación de cualquier pieza, bajo precio, contribuyen al
proceso de curado y se convierte hoy en días en una alternativa para darle uso a los productos que son desechos
del consumo humano como las botellas PET, las fibras de polipropileno, etc.
Se requiere dosificar la resina y acción sostenible más que reutilizar.