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Propiedades mecánicas de FRP
Muchos FRP tienen una resistencia a la tracción superior a la del acero, pero la rigidez es generalmente menor que la del acero. Cuando se carga en la dirección de la fibra, es intrínsecamente frágil porque se comporta en línea recta hasta que se rompe.
corrosión por tensión y ruptura por tensión
La resistencia máxima a la tracción media de las fibras de vidrio recién estiradas puede superar los 3500 MPa. Sin embargo, los arañazos en la superficie tienden a reducir la resistencia a la tracción a valores en el rango de 1750-2100 MPa. Cuanto mayor sea el daño superficial bajo carga cíclica, mayor será la disminución de la resistencia. Este es uno de los principales inconvenientes del uso de fibras de vidrio en aplicaciones donde la fatiga puede ser un problema. Además, si la carga continúa, los arañazos en la superficie aumentan y la resistencia a la tracción disminuye.
Figura 1. Muestra la pérdida de resistencia de las fibras de vidrio E a lo largo del tiempo bajo diferentes temperaturas.
La corrosión por tensión es una propiedad característica de los FRP donde la resistencia a la fractura bajo cargas sostenidas a largo plazo en un entorno químico es menor que la resistencia a la tracción a corto plazo. En el aire, este fenómeno se denomina ‘fractura por estrés’ (Sen et al. 1993). La prueba de ruptura por tensión generalmente se realiza sometiendo una muestra a una tensión de tracción constante hasta que la muestra se rompe por completo. El tiempo que tarda en producirse una fractura se denomina “vida útil”. La fluencia, por otra parte, se define como el aumento de la deformación a lo largo del tiempo a un nivel de carga constante (Mallick 1993).
Las fibras de vidrio, aramida, boro y sus compuestos presentan fallas debido a la ruptura por tensión. Por otro lado, la fibra de carbono es relativamente resistente a la rotura por tensión. Para evitar la fractura por tensión del FRP de vidrio durante 10, 30 y 50 años, la deformación sostenida del GFRP debe ser inferior a aproximadamente 0,35.
La relación entre la tensión sostenida (o deformación) y el tiempo logarítmico es aproximadamente lineal, como se muestra en la Figura 1. La Comisión ACI 440R recomienda el uso de un factor de seguridad de 1,67 y, por lo tanto, un nivel seguro de tensión sostenida para evitar la ruptura por tensión del vidrio. alrededor de 0.2