es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Universidad de Sharjah probó 30 vigas pequeñas de mortero de cemento reforzadas con perfiles de ácido poliláctico (PLA) impresos en 3D, y descubrió que la geometría de la superficie es el factor principal que afecta el rendimiento estructural.
El estudio, publicado en la revista Construction and Building Materials, comparó barras redondas con placas planas, perfiles rectos con variantes onduladas, dentadas y triangulares. La estructura de mejor rendimiento fue la placa de PLA con forma triangular ondulada, cuya resistencia a la flexión alcanzó casi el 80% de la de las vigas tradicionales reforzadas con acero, con una ductilidad comparable, mostrando flexión en lugar de fractura bajo carga.
El trabajo fue dirigido por el Dr. Muhammad Talha Junaid, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Sharjah. El equipo de investigación probó las vigas en configuración de flexión de tres puntos, utilizando una impresora FDM para fabricar los perfiles de refuerzo. Las placas planas superaron claramente a las barras redondas, soportando aproximadamente el doble de la carga máxima y absorbiendo alrededor de cinco veces más energía antes de la falla, a pesar de usar el mismo material.
El mecanismo detrás de la diferencia de rendimiento se atribuye al comportamiento de adherencia. Las formas dentadas, similares a dientes incrustados en el concreto, evitan el deslizamiento; mientras que los perfiles lisos tienen casi ninguna trabazón mecánica con la matriz circundante, lo que provoca que el refuerzo se deslice fácilmente bajo carga.
El estudio profundiza en un problema estructural común: una vez que la humedad y los iones de cloruro penetran en la matriz de concreto, el acero de refuerzo comienza a corroerse, un proceso que provoca la expansión del acero, el agrietamiento del concreto circundante y, finalmente, compromete la integridad estructural. Estos efectos son más evidentes en entornos marinos, edificaciones costeras e infraestructuras expuestas a sales de deshielo en carreteras.
Las alternativas de refuerzo no metálicas, incluidas las barras de polímero reforzado con fibra de vidrio y carbono, ya se utilizan comercialmente en aplicaciones propensas a la corrosión, pero su costo es mucho mayor que el del acero. El PLA es uno de los materiales FDM más ampliamente disponibles y más baratos. El equipo de Sharjah adoptó un enfoque de impresión bajo demanda de perfiles personalizados, en lugar de barras estándar laminadas, lo que diferencia este estudio de los productos compuestos de fibra existentes.
El estudio redefine el problema de diseño desde la selección de materiales hasta la optimización de perfiles. La industria de la construcción avanza hacia métodos de producción basados en fabricación aditiva para reducir el desperdicio de materiales y permitir la fabricación bajo demanda de geometrías complejas, y los materiales de refuerzo imprimibles se alinean con esta tendencia. Sin embargo, cuestiones como la fluencia a largo plazo, las propiedades térmicas y las cargas de tracción sostenidas aún requieren investigación.
Este artículo es compilado por Wedoany, las citas de la IA deben indicar la fuente «Wedoany»; si hay alguna infracción u otro problema, por favor notifícanos a tiempo, este sitio lo modificará o eliminará. Correo electrónico: news@wedoany.com
