<< Volver atrás

Tesis:

Método de determinación de unos parámetros reológicos simples de una formulación epoxi para el estudio de las tensiones originadas en el curado de una capa delgada de dicha formulación adherida a un sustrato rígido. Extensión al estudio de los efectos de los ciclos térmicos

  • Autor: ALBAJAR MOLERA, Luis

  • Título: Método de determinación de unos parámetros reológicos simples de una formulación epoxi para el estudio de las tensiones originadas en el curado de una capa delgada de dicha formulación adherida a un sustrato rígido. Extensión al estudio de los efectos de los ciclos térmicos

  • Fecha: 1983

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

  • Departamentos: SIN DEPARTAMENTO DEFINIDO

  • Acceso electrónico:

  • Director/a 1º: TORROJA CAVANILLAS, José Antonio

  • Resumen: Cuando sobre sustrato, hormigón, acero, etcétera, aplicamos una capa delgada de formulación epoxi aparecen, como consecuencia de la retracción de reticulación y de su distinta dilatación y contracción térmica, una serie de tensiones, que en ocasiones pueden producir figuración, sobre todo en el caso de sustrato de hormigón. Su estudio plantea la dificultad del conocimiento de las propiedades teológicas de la formulación epoxi a lo largo de estos procesos, conocimiento en que concentramos nuestra atención. Partiendo del modelo lineal admitido para la formulación ya reticulada y en condiciones isotermas, proponemos el modelo lineal de propiedades variables para los ciclos térmicos y para el curado. Para un proceso térmico concreto está definido por la función de fluencia f(T, t) (donde T es el tiempo de aplicación de la tensión y t el tiempo posterior en que consideramos la deformación), cuya determinación experimental es particularmente laboriosa, al exigir numerosos ensayos de fluencia para T1,T2,...Tn. Ante la dificultad práctica de conocer f (T, t), interesa, como paso previo, tener una idea, al menos cualitativa, de la forma de los procesos de tensiones que se producen en la formulación y en el sustrato. Experimentalmente, se deduce que la situación pésima se produce al final de los enfriamientos, aunque no se baje por debajo de la temperatura de curado. También, experimentalmente, se observa que, para sustratos distintos, los procesos de tensiones en la formulación son muy similares, aunque los niveles de tensiones sean diferentes. Ante la dificultad de determinar f (r. t), proponemos un modelo simplificado de pocos parámetros, basado en el comportamiento lineal y en la semejanza de los procesos de tensiones que queremos estudiar, cuya ventaja fundamental debe ser su sencillez experimental.El desarrollo de esta propuesta se concreta en; 1. Suponiendo procesos de tensiones proporcionales, el modelo lineal se reduce a cualquiera de los dos modelos simplificados. Er es un módulo de r de formación para procesos de carga lentos -modelo de tres términos- o incluyendo deformación diferida -modelo de dos términos-. fe es un parámetro de deformación de fluencia. Ambos parámetros son aplicables a este tipo de procesos. e. es, aproximadamente, la retracción de la formulación epoxi relativa al sustrato. Los procesos de tensiones reales, para distintos sustratos, son semejantes, pero no estrictamente proporcionales; comprobamos, simulando una amplia serie de materiales lineales, que el error de ambos modelos simplificados en el cálculo de las tensiones de estos procesos es muy pequeño (menos del 2,5 por 100 en a acumulada). Proponemos, pues, estos modelos simplificados; 2. Planteamos la forma de aplicación práctica a los procesos reales y, en particular, a la zona próxima al extremo de la capa de formulación; 3. Proponemos un método experimental para obtener los parámetros del modelo simplificado a partir de las flechas de cinco probetas diferentes de resina con sustrato metálico y resolviendo, a lo largo del tiempo, un sistema de ecuaciones; 4. De los resultados reales de una serie de ensayos obtenemos el error que aparece en la práctica, que es del orden del 10 por ciento (+- 5 por ciento), pequeño frente a un 100 por 100 de margen de variación de propiedades entre distintas formulaciones.RESUMEN DE CONCLUSIONES Y APORTACIONES.Situación inicial de partida. Los trabajos anteriores a éste parten de dos planteamientos: a) Se estudian las tensiones en casos muy concretos mediante medida directa. b) No se plantea un modelo reo1ógico de comportamiento de la formulación o si se hace es excesivamente lejano del compartimento real. Como consecuencia, no podemos conocer las tensiones en el caso de sustratos de forma y características diferentes a los del ensayo. Aportación esencial. Partiendo del modelo lineal de propiedades variables y dada su dificultad de aplicación directa, desarrollamos un modelo reológico simplificado (Er, 4, 6E ) o (Er, 6E. ) próximo al anterior para este tipo de procesos, cuyos parámetros se determinan experimentalmente con facilidad, A partir de estos parámetros podemos calcular procesos de tensiones en sustratos diferentes para un ciclo térmico concreto. Aspectos originales: 1. El registro a lo largo del tiempo de las flechas de cinco probetas diferentes, donde se producen procesos de tensiones del tipo de los que queremos estudiar. Deducimos de aquí la forma del proceso y su semejanza para diferentes sustratos; 2. El planteamiento del modelo simplificado, basado en el modelo lineal y en la semejanza de los procesos de tensiones que pretendemos estudiar. Su interés práctico procede de la gran dificultad experimental para obtener las funciones de fluencia del modelo lineal. La estructura del modelo simplificado. El método experimental de obtención de los parámetros consiste en el registro, en procesos reales diferentes, de unas flechas, función de estos parámetros y cálculo de éstos a partir de aquéllas.Consecuencias de los ensayos; 1. Regularidad en la evolución de los parámetros;2. La precisión real estimada en el cálculo de las tensiones a partir del modelo simplificado es 15 por 100, suficiente ante la diferencia de estas tensiones entre distintas formulaciones, que llega al l00 por l00. Este orden de precisión se establece por comparación de los parámetros entre distintos ciclos térmicos análogos para la formulación epoxi reticulada; 3. Capacidad de detección de la temperatura de transición con gran precisión, concordancia con las medidas directas; 4. Capacidad para diferenciar unas y otras formulaciones. La diferencia más clara aparece normalmente en la evolución de Er con la temperatura; 5. Buena correlación entre Er y e, a baja temperatura y los valores del módulo de elasticidad y del coeficiente de dilatación térmica. También existe buena correlación entre la naturaleza de la resina y su comportamiento térmico