TRANSFERECIA DE CALOR EN EL CONCRETO REFORZADO CON FIBRAS RECICLADAS PLÁSTICAS (HEAT TRANSFER IN CONCRETE REINFORCED WITH RECYCLED PLASTIC FIBERS)
Resumen
El uso de fibras para reforzar el concreto es una técnica que permite mejorar las propiedades mecánicas de un material compuesto cementicio. Comúnmente, las fibras de refuerzo son de materiales metálicos o polímeros, de tipo virgen o reciclado. El concreto frecuentemente es expuesto a temperaturas ambientes producidas por la energía solar, lo que puede dañar su capacidad, sobre todo cuando existen fibras poliméricas dentro del concreto. En este artículo se analiza la transferencia de calor en un bloque de concreto reforzado con fibras de tereftalato de polietileno (PET), tomando en cuenta la temperatura más alta registrada en Aguascalientes debido a la energía solar. El estudio tiene la finalidad de aportar información que pueda servir como base en el desarrollo del campo de la construcción con elementos reciclados. Los resultados obtenidos están basados en el método de elemento finito, indicando que la temperatura máxima que adquieren las fibras es de 36.3 °C.
Palabras Clave: calor solar, concreto reforzado con fibras, fibras recicladas plásticas, temperatura.
Abstract
The use of fibers to reinforce concrete is a technique that improves the mechanical properties of cementitious composite material. Commonly, reinforcing fibers are made of metallic or polymeric materials, virgin or recycled type. Concrete is frequently exposed to ambient temperatures produced by solar energy, which can damage its capacity, especially when there are polymeric fibers inside the concrete. This article analyses the heat transfer in a concrete block reinforced with polyethylene terephthalate (PET) fibers, considering the highest temperature recorded in Aguascalientes due to solar energy. The study aims to provide information that can serve as a basis in the development of the construction field with recycled elements. The results are based on the finite element method, indicating that the maximum temperature that the fibers acquire is 36.3 °C.
Keywords: fiber reinforced concrete, recycled plastic fiber, solar heat, temperature.
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Universidad Veracruzana, Botellas desechables, problemas permanentes, https://www.uv.mx/cienciauv/blog/botellas_desechables/. Consultado el 22 julio 2020.
García Salvador, 2015, Contaminación por el plástico, El Financiero, https://www.elfinanciero.com.mx/opinion/salvador-garcia-linan/contaminacion-por-el-plastico Consultado el 23 julio 2020.
Semana Sostenible, 2016, PET un plástico amigable pero no inofensivo, https://sostenibilidad.semana.com/negocios-verdes/articulo/plastico-pet-un-amigable-pero-no-inofensivo/36282. Consultado el 23 julio 2020.
Animal político, 2019, México es líder en América en reciclaje de PET, https://www.animalpolitico.com/2019/09/reciclar-eliminar-plastico/. Consultado el 23 julio 2020.
Meza, A. & Siddique, S. (2019). Effect of aspect ratio and dosage on the flexural response of FRC with recycled fiber. Construction and Building Materials, 213, 286-291.
Foti, D. (2013) Use of recycled waste pet bottles fibers for the reinforcement of concrete. Composite Structures, 96, 396-404.
Meza, A. & Ahmed, F.U. (2020) Anisotropy and bond behaviour of recycled Polyethylene terephthalate (PET) fibre as concrete reinforcement. Construction and Building Materials, 265, 120331.
Borg, R.B., Baldacchino, O., Ferrara L. (2016). Early age performance and mechanical characteristics of recycled PET fibre reinforced concrete. Construction and Building Materials, 108, 29–47.
Gu, L., Ozbakkaloglu, T. (2016). Use of recycled plastics in concrete: A critical review. Waste Management, 51, 19-42.
Yin, S., Tuladhar, R., Riella, J., Chung, D., Collister, T., Combe, M., Sivakugan, N. (2016). Comparative evaluation of virgin and recycled polypropylene fibre reinforced concrete. Construction and Building Materials 114, 134–141.
Pereira, L.A, Castro, J.P. (2011) Physical and mechanical behaviour of recycled PET fibre reinforced mortar. Construction and Building Materials 25 1712–1717.
Kim, S.B., Yi, N.H., Kim, H.Y., Kim, J.J., Song, Y.C. (2010) Material and structural performance evaluation of recycled PET fiber reinforced concrete. Cement & Concrete Composites, 32, 232–240.
Jin, L., Zhang, R., Li, L., Du, X., Yao, Y. (2019). Impact behavior of SFRC beams at elevated temperatures: Experimental and analytical studies. Engineering Structures, 197, 109401.
Di Carlo, F., Meda., A., Rinaldi, Z. (2018). Evaluation of the bearing capacity of fiber reinforced concrete sections under fire exposure. Materials and Structures, 51:154.
Park, J.J., Yoo, D.Y., Kim, S., Kim, S.W. (2019) Benefits of synthetic fibers on the residual mechanical performance of UHPFRC after exposure to ISO standardfire. Cement and Concrete Composites, 104, 103401.
Sukontasukkul P., Jamnam, S., Sappakittipakorn, M., Fujikake, K., Chindaprasirt, P. (2018). Residual flexural behavior of fiber reinforced concrete after heating. Materials and Structures, 51:98.
Cengel, Y.A. Transferencia de calor y masa. Tercera edición, Mc. Graw-Hill.
Holman, J.P. Transferencia de calor. Octava edición, Mc. Graw-Hill.
ASTM. (2000). C78 Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading).
Neri, L. (2013). Estudio del efecto de fibras de politereftalato de etileno (pet) reciclado como agentes de refuerzo en una matriz de polietileno de alta densidad (hdpe). Tesis de Ingeniería, Universidad Autónoma de México.
Hidrocálido, se registran temperaturas más altas en Aguascalientes, http://www.hidrocalidodigital.com, Consultado el 22 junio 2020.
Groover, M.P., (2007). Fundamentos de manufactura moderna. Mc. Graw Hill, tercera edición.
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