Influencia del contenido de humedad en las propiedades mecánicas de la Caña de Guadua

Introduction: Due to its earthquake behavior, the use of bamboo for structural purposes has increased in the latest decades, mainly in South American countries, in which, their employment, has been standardized in the design bases. However, for the efficient use of bamboo as a construction material, it is necessary to consider that being a natural material, volumetric variations can occur, especially when the material is subjected to changes in moisture between the saturation point of the fibers and the equilibrium moisture. Objectives: The objective of this paper is to evaluate the influence of the moisture content on the mechanical properties of elements extracted from the bottom, middle, and top of bamboo culms. Methodology: For the study, research is carried out with a quantitative approach. The experimental characterization was focused on the determination of compression, bending, and shear strength, according to the recommendations of the Colombian Technical Standards. Results: Results allow verifying that bamboo elements are susceptible to vary their strength and stiffness depending on the equilibrium moisture of the region to be considered in the structural design. Conclusions: The influence of the moisture content on the mechanical properties of elements extracted from the bottom, middle, and top of bamboo culms was evaluated. The experimental characterization was focused on the determination of compression, bending, and shear strength. From the results, it is possible to verify that an increase in the moisture content reduces the mechanical strength of the material. The decrease in the values of maximum stress is more significant for moisture values between 12 % and the saturation point of the fibers and is accompanied by important dimensional changes that impair the mechanical performance of the material. The results show that above the point of saturation of the fibers the mechanical behavior of the culms is not modified.Introducción: Debido a su comportamiento sismo resistente, el uso del bambú con fines estructurales se ha incrementado en las últimas décadas, principalmente en los países de América del Sur; en los cuales, su empleo, se ha estandarizado en las bases para el diseño estructural. Sin embargo, para el uso eficiente del bambú como material de construcción, es necesario considerar que, al ser un material natural, pueden ocurrir variaciones volumétricas, especialmente cuando el material es sometido a cambios en el nivel de humedad entre el punto de saturación de las fibras y el punto de equilibrio de humedad. Objetivos: El objetivo de este trabajo es evaluar la influencia del nivel de humedad sobre las propiedades mecánicas de los elementos extraídos de las cañas de bambú de la parte inferior, media y superior, con edades comprendidas entre 4 a 6 años, después de inmunizados con una solución de ácido bórico. Metodología: Para el desarrollo del estudio, se llevó a cabo una investigación con un enfoque cuantitativo. La caracterización experimental se centró en la determinación de la compresión, la flexión y la resistencia al corte, de acuerdo con las recomendaciones de las Normas Técnicas de Colombia (NTC). Resultados: Los resultados permiten evidenciar que los elementos de bambú son susceptibles de variar su resistencia y rigidez dependiendo de la humedad de equilibrio de la región a considerar en el diseño estructural. Conclusiones: Se evaluó la influencia del nivel de humedad en las propiedades mecánicas de los elementos extraídos de los culmos de bambú de la parte inferior, media y superior. A partir de los resultados, es posible verificar que un incremento en el nivel de humedad reduce la resistencia mecánica del material. La disminución en los valores de tensión máxima es más significativa para los valores de humedad comprendidos entre el 12 % y el punto de saturación de las fibras, y se acompaña de importantes cambios dimensionales que impiden el rendimiento mecánico del material. Los resultados muestran que, por encima del punto de saturación de las fibras, no se modifica el comportamiento mecánico de las cañas

Influencia del contenido de humedad en las propiedades mecánicas de la Caña de Guadua

Introduction: Due to its earthquake behavior, the use of bamboo for structural purposes has increased in the latest decades, mainly in South American countries, in which, their employment, has been standardized in the design bases. However, for the efficient use of bamboo as a construction material, it is necessary to consider that being a natural material, volumetric variations can occur, especially when the material is subjected to changes in moisture between the saturation point of the fibers and the equilibrium moisture. Objectives: The objective of this paper is to evaluate the influence of the moisture content on the mechanical properties of elements extracted from the bottom, middle, and top of bamboo culms. Methodology: For the study, research is carried out with a quantitative approach. The experimental characterization was focused on the determination of compression, bending, and shear strength, according to the recommendations of the Colombian Technical Standards. Results: Results allow verifying that bamboo elements are susceptible to vary their strength and stiffness depending on the equilibrium moisture of the region to be considered in the structural design. Conclusions: The influence of the moisture content on the mechanical properties of elements extracted from the bottom, middle, and top of bamboo culms was evaluated. The experimental characterization was focused on the determination of compression, bending, and shear strength. From the results, it is possible to verify that an increase in the moisture content reduces the mechanical strength of the material. The decrease in the values of maximum stress is more significant for moisture values between 12 % and the saturation point of the fibers and is accompanied by important dimensional changes that impair the mechanical performance of the material. The results show that above the point of saturation of the fibers the mechanical behavior of the culms is not modified.Introducción: Debido a su comportamiento sismo resistente, el uso del bambú con fines estructurales se ha incrementado en las últimas décadas, principalmente en los países de América del Sur; en los cuales, su empleo, se ha estandarizado en las bases para el diseño estructural. Sin embargo, para el uso eficiente del bambú como material de construcción, es necesario considerar que, al ser un material natural, pueden ocurrir variaciones volumétricas, especialmente cuando el material es sometido a cambios en el nivel de humedad entre el punto de saturación de las fibras y el punto de equilibrio de humedad. Objetivos: El objetivo de este trabajo es evaluar la influencia del nivel de humedad sobre las propiedades mecánicas de los elementos extraídos de las cañas de bambú de la parte inferior, media y superior, con edades comprendidas entre 4 a 6 años, después de inmunizados con una solución de ácido bórico. Metodología: Para el desarrollo del estudio, se llevó a cabo una investigación con un enfoque cuantitativo. La caracterización experimental se centró en la determinación de la compresión, la flexión y la resistencia al corte, de acuerdo con las recomendaciones de las Normas Técnicas de Colombia (NTC). Resultados: Los resultados permiten evidenciar que los elementos de bambú son susceptibles de variar su resistencia y rigidez dependiendo de la humedad de equilibrio de la región a considerar en el diseño estructural. Conclusiones: Se evaluó la influencia del nivel de humedad en las propiedades mecánicas de los elementos extraídos de los culmos de bambú de la parte inferior, media y superior. A partir de los resultados, es posible verificar que un incremento en el nivel de humedad reduce la resistencia mecánica del material. La disminución en los valores de tensión máxima es más significativa para los valores de humedad comprendidos entre el 12 % y el punto de saturación de las fibras, y se acompaña de importantes cambios dimensionales que impiden el rendimiento mecánico del material. Los resultados muestran que, por encima del punto de saturación de las fibras, no se modifica el comportamiento mecánico de las cañas

Caracterización experimental de paneles compuestos elaborados con fibras de Arundo Dónax y resina vegetal

Composite panels were elaborated with Arundo Dónax fibers randomly distributed in a vegetal resin. The fibers were extracted by mechanical means. For the elaboration of the panels a method of manual molding and compaction by pressing was used. The determination of the physical properties was focused on the evaluation of the absorption capacity, the density and the percentage of swelling. To evaluate the mechanical performance tensile, compression and static bending tests were performed. The influence of the percentage of fibers in the behavior of the material was analyzed. The results were compared with results available in the literature for commercial panelsPaneles compuestos fueron elaborados con fibras de Arundo Dónax aleatoriamente distribuidas en una resina vegetal. Las fibras fueron extraídas por vía mecánica. Para La elaboración de los paneles fue utilizado un método de moldeo manual y compactación por prensado. La determinación de las propiedades físicas se enfocó en la evaluación de la capacidad de absorción, la densidad y el porcentaje de hinchamiento. Paraevaluar el desempeño mecánico se realizaron ensayos de resistencia a tensión, compresión y flexión. La influencia del porcentaje de fibras en el comportamiento del material fue analizada. Los resultados fueron comparados con resultados disponibles en la literatura para paneles comerciales

Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de paneles reforzados con fibras de caña brava

Introducción: Actualmente, el uso de compuestos elaborados con materiales de origen vegetal ha ganado importancia en diversas áreas de la ingeniería, fundamentalmente en la construcción civil. Objetivo: El objetivo de esta investigación es analizar el comportamiento físico y mecánico de paneles elaborados con fibras de caña brava y resina vegetal. Metodología: Para la elaboración de los paneles, las fibras fueron extraídas usando un triturador mecánico. Las fibras fueron tratadas con solución de hidróxido de sodio. La eficacia del tratamiento químico se evaluó mediante microscopía electrónica de barrido. La rugosidad de las fibras se determinó usando la técnica de microscopía de fuerza atómica. Para la elaboración del compuesto, se utilizó el método de compresión. La caracterización física de los paneles se centró en la evaluación de la absorción efectiva, la densidad y el porcentaje de hinchamiento. Para evaluar el comportamiento mecánico, se llevaron a cabo pruebas de flexión estática y fractura mecánica. El análisis de la degradación del material se llevó a cabo utilizando pruebas de termogravimetría. Resultados: A partir de los resultados obtenidos, es posible verificar que los paneles elaborados con fibras de caña brava y resina vegetal pueden presentar un incremento en su estabilidad dimensional cuando se comparan con paneles elaborados con fibras de guadua Angustifolia Kunth, y, asimismo, muestran mayores valores de resistencia y rigidez que los paneles elaborados con fibras de coco y bambú. Conclusiones: Considerando que la caña brava es una planta invasiva, su aplicación como refuerzo de paneles compuestos resulta una opción viable para impulsar el desarrollo y aplicación de nuevos materiales en la construcción civil.Introduction− The use of composites made of vegetable origin materials has gained importance in some areas of engineering, mainly in civil construction.Objective−The objective of this paper is to analyze the physical and mechanical behavior of panels made with caña brava fibers and vegetal resin. Methodology−For the elaboration of the panels, the fibers were extracted using a mechanical crusher. The fibers were treated with a sodium hydroxide solution. The effect of the chemical treatment was evaluated by scanning electron microscopy. The roughness of the fi-bers was determined using the atomic force microscopy technique. For the manufacture of the composite, a com-pression method was used. The physical characteriza-tion of the panels was focused on the evaluation of the effective absorption, density, and percentage of swelling. To evaluate the mechanical behavior, static bending and mechanical fracture tests were performed. To evaluate the degradation of the material with the temperature, a thermogravimetric test was executed.Results− From the results, it is possible to verify that panels made with caña brava fibers and vegetal resin can present an increase in their dimensional stability when compared to panels made with Guadua Angustifolia Kunth fibers and show higher values of strength and stiffness than panels elaborated with coconut and bamboo fibers. Conclusions−Considering that caña brava is an invasive plant, its application as reinforcement of composite panels is a viable option to promote the development and applica-tion of new materials in civil construction

Caracterización experimental de paneles compuestos elaborados con fibras de Arundo Dónax y resina vegetal

Composite panels were elaborated with Arundo Dónax fibers randomly distributed in a vegetal resin. The fibers were extracted by mechanical means. For the elaboration of the panels a method of manual molding and compaction by pressing was used. The determination of the physical properties was focused on the evaluation of the absorption capacity, the density and the percentage of swelling. To evaluate the mechanical performance tensile, compression and static bending tests were performed. The influence of the percentage of fibers in the behavior of the material was analyzed. The results were compared with results available in the literature for commercial panelsPaneles compuestos fueron elaborados con fibras de Arundo Dónax aleatoriamente distribuidas en una resina vegetal. Las fibras fueron extraídas por vía mecánica. Para La elaboración de los paneles fue utilizado un método de moldeo manual y compactación por prensado. La determinación de las propiedades físicas se enfocó en la evaluación de la capacidad de absorción, la densidad y el porcentaje de hinchamiento. Paraevaluar el desempeño mecánico se realizaron ensayos de resistencia a tensión, compresión y flexión. La influencia del porcentaje de fibras en el comportamiento del material fue analizada. Los resultados fueron comparados con resultados disponibles en la literatura para paneles comerciales

Influence of moisture content on the mechanical properties of Guadua Culms

Introduction: Due to its earthquake behavior, the use of bamboo for structural purposes has increased in the latest decades, mainly in South American countries, in which, their employment, has been standardized in the design bases. However, for the efficient use of bamboo as a construction material, it is necessary to consider that being a natural material, volumetric variations can occur, especially when the material is subjected to changes in moisture between the saturation point of the fibers and the equilibrium moisture. Objectives: The objective of this paper is to evaluate the influence of the moisture content on the mechanical properties of elements extracted from the bottom, middle, and top of bamboo culms. Methodology: For the study, research is carried out with a quantitative approach. The experimental characterization was focused on the determination of compression, bending, and shear strength, according to the recommendations of the Colombian Technical Standards. Results: Results allow verifying that bamboo elements are susceptible to vary their strength and stiffness depending on the equilibrium moisture of the region to be considered in the structural design. Conclusions: The influence of the moisture content on the mechanical properties of elements extracted from the bottom, middle, and top of bamboo culms was evaluated. The experimental characterization was focused on the determination of compression, bending, and shear strength. From the results, it is possible to verify that an increase in the moisture content reduces the mechanical strength of the material. The decrease in the values of maximum stress is more significant for moisture values between 12 % and the saturation point of the fibers and is accompanied by important dimensional changes that impair the mechanical performance of the material. The results show that above the point of saturation of the fibers the mechanical behavior of the culms is not modified.Introducción: Debido a su comportamiento sismo resistente, el uso del bambú con fines estructurales se ha incrementado en las últimas décadas, principalmente en los países de América del Sur; en los cuales, su empleo, se ha estandarizado en las bases para el diseño estructural. Sin embargo, para el uso eficiente del bambú como material de construcción, es necesario considerar que, al ser un material natural, pueden ocurrir variaciones volumétricas, especialmente cuando el material es sometido a cambios en el nivel de humedad entre el punto de saturación de las fibras y el punto de equilibrio de humedad. Objetivos: El objetivo de este trabajo es evaluar la influencia del nivel de humedad sobre las propiedades mecánicas de los elementos extraídos de las cañas de bambú de la parte inferior, media y superior, con edades comprendidas entre 4 a 6 años, después de inmunizados con una solución de ácido bórico. Metodología: Para el desarrollo del estudio, se llevó a cabo una investigación con un enfoque cuantitativo. La caracterización experimental se centró en la determinación de la compresión, la flexión y la resistencia al corte, de acuerdo con las recomendaciones de las Normas Técnicas de Colombia (NTC). Resultados: Los resultados permiten evidenciar que los elementos de bambú son susceptibles de variar su resistencia y rigidez dependiendo de la humedad de equilibrio de la región a considerar en el diseño estructural. Conclusiones: Se evaluó la influencia del nivel de humedad en las propiedades mecánicas de los elementos extraídos de los culmos de bambú de la parte inferior, media y superior. A partir de los resultados, es posible verificar que un incremento en el nivel de humedad reduce la resistencia mecánica del material. La disminución en los valores de tensión máxima es más significativa para los valores de humedad comprendidos entre el 12 % y el punto de saturación de las fibras, y se acompaña de importantes cambios dimensionales que impiden el rendimiento mecánico del material. Los resultados muestran que, por encima del punto de saturación de las fibras, no se modifica el comportamiento mecánico de las cañas

Métodos de Tratamiento Superficial y su efecto en las propiedades físico mecánicas de fibras de Guadua

El uso de fibras vegetales como refuerzo de compuestos poliméricos de aplicación en ingeniería civil requiere la implementación de métodos de modificación de su superficie. En este trabajo se presenta la evaluación del efecto de la modificación de la superficie en las propiedades de fibras extraídas del varillón de culmos de bambú Guadua Angustifolia Kunth. La obtención de las fibras se realizó por medio de un proceso de trituración mecánica. La modificación superficial se realizó utilizando dos métodos de tratamiento: alcalino y tratamiento con plasma. Para observar la composición química de las fibras y su morfología fueron obtenidas imágenes por medio de microscopía electrónica de barrido (SEM). La rugosidad de las fibras sin tratamiento fue determinada mediante microscopia de fuerza atómica (AFM). El índice de cristalinidad fue determinado mediante Difracción de Rayos X (XRD). La caracterización mecánica se centró en ensayos de resistencia a tensión. Los resultados obtenidos permiten comprobar que al realizar un tratamiento superficial es posible remover parcialmente la lignina, la hemicelulosa y otras impurezas, lo cual contribuye a incrementar la resistencia y la rugosidad de las fibras promoviendo una mejor adherencia con las resinas usadas habitualmente en la elaboración de materiales compuestos