FRLP - I+D+i - CENTROS - CITEMA - TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN
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Item Impregnación de maderas de baja densidad con hidrofugantes organosilícicos(2017) Alfieri, Paula; Traversa, Luis; Canosa, Guadalupe; Giúdice, Carlos AlbertoEn este trabajo se estudiaron las propiedades de madera de Araucaria angustifolia modificada químicamente por impregnación con alquilalcoxisilanos con diferente longitud de cadena hidrocarbonada, hidrolizados y condensados “in situ” por el proceso sol-gel, con el fin de lograr fundamentalmente alta estabilidad dimensional, baja absorción de agua, como así también satisfactoria permeabilidad al vapor de agua. Los impregnantes organosilícicos seleccionados mejoraron la estabilidad dimensional, disminuyeron la absorción capilar de agua y mantuvieron la permeabilidad al vapor de agua con respecto a las muestras no tratadas, debido a la formación del recubrimiento en las paredes celulares de la madera. Este recubrimiento se produce en algunas áreas que rodearían áreas no tratadas lo cual fundamentaría que es posible alcanzar la protección de toda la madera con el bajo nivel de impregnante empleado. Por último, se observó que la naturaleza química del impregnante define la hidrofobicidad del recubrimiento formado sobre la pared celular e incide sobre la cinética de la absorción capilar; por su parte, la estructura del impregnante influye sobre la continuidad y forma del citado recubrimiento e incide en el grado de estabilidad dimensional.Item Adherence in a pavement rehabilitated with a polymeric grid used as interlayer(Elsevier, 2014-01-02) Delbono, Héctor Luis; Giúdice, Carlos AlbertoA polymeric grid was placed between layers of a pavement with the aim of preventing the reflection of cracks from the base material to the upper layer. Results explain why the usual faults that occur in rehabilitated pavements: (i) chemical modifications of geosynthetic polypropylene determined by FTIR lead to changes in its melting point; (ii) the discontinuity or continuity of the interface observed by SEM depends on the application temperature of the asphalt mix and (iii) the adherence obtained in laboratory tests correlates perfectly with the quoted chemical modifications of geosynthetic polypropylene and the structure of interface in multilayer pavements.Item Fibras de refuerzo en pinturas y recubrimientos : parte III(Atipat, 2017-05-01) Giúdice, Carlos AlbertoEl fuego es una manifestación energética que acompaña constantemente a la actividad humana, por lo que debe asumirse el riesgo emergente. El fuego desarrolla reacciones químicas fuertemente exotérmicas, iniciándose cuando comburente y combustible se encuentran en un estado energético suficiente (energía de activación). El combustible incluye sustancias que no se encuentran en su estado máximo de oxidación; en general cualquier material que contiene carbono y/o hidrógeno puede oxidarse y por lo tanto resulta combustible. El comburente más importante es el aire, el que está compuesto aproximadamente en su quinta parte por oxígeno; durante la combustión los restantes componentes permanecen inalterados (excepto a temperaturas muy elevadas) y acompañan a los productos de la combustión en los humos. Parte de la energía desprendida en la reacción se disipa generando un incremento de la temperatura del medio y la restante se transfiere a los productos de la reacción aportando la energía de activación para que el proceso continúe; si esta no es suficiente, la combustión se detiene. Teniendo en cuenta la tecnología actual en el campo de las pinturas y recubrimientos, es importante mencionar el concepto genérico de “protección pasiva contra el fuego”; este método presenta una eficiencia independiente de la actividad humana. Los estudios de investigación y desarrollo resultan así significativos con el objeto de disminuir la combustibilidad de los materiales y la velocidad de propagación del frente de llama como así también mantener durante la conflagración las propiedades mecánicas de las estructuras basadas en materiales no combustibles. El diseño de las construcciones y los materiales seleccionados desempeñan un rol también de elevada importancia. Los esfuerzos para disminuir la inflamabilidad de los materiales y de la madera en particular, se remontan a épocas muy antiguas. Sin embargo, el conocimiento de la fisicoquímica de la combustión ha permitido recién en las últimas décadas el desarrollo de productos y medios de defensa eficaces para evitar la no deseada evolución a la que espontáneamente tienden los materiales combustibles. El citado incremento del nivel científico-tecnológico ha permitido redactar especificaciones y normas vinculadas al control de la inflamabilidad. En función de lo anteriormente citado, se definió como objetivo fundamental del presente trabajo diseñar pinturas intumescentes que le otorguen a la madrea resistencia frente a la acción del fuego.Item Fibras de refuerzo en pinturas y recubrimientos : parte II(Atipat, 2016-04-01) Giúdice, Carlos AlbertoEstablecida la naturaleza electroquímica de la mayoría de los procesos de corrosión, la tecnología de las pinturas anticorrosivas se orienta en el sentido de formular productos destinados ya sea a controlar el desarrollo de las reacciones electródicas o bien aislar la superficie metálica mediante la aplicación de películas de muy baja permeabilidad y elevada adhesión. Las pinturas ricas en zinc y en aquellas modificadas con extendedores y/o pigmentos inhibidores de la corrosión metálica presentan una mayor eficiencia en relación a otros tipos de recubrimientos. Considerando el concepto de ánodo de sacrificio (protección catódica), se han formulado pinturas que consisten en dispersiones de polvo de zinc de elevada pureza en vehículos orgánicos e inorgánicos; en estos materiales, cuando se encuentran aplicados en forma de película, existe un íntimo contacto de las partículas entre sí y con la base o sustrato metálico que se desea proteger. La película de las pinturas formuladas con zinc metálico necesita generalmente una capa de terminación para controlar la reacción del zinc metálico con el agua, vapor de agua, oxígeno, dióxido de carbono, etc. del medio ambiente; en muchos casos también se la emplea para conferirle al sistema un mejor acabado. Además, estas son frecuentemente utilizadas para recuperar el aspecto estético de superficies pintadas originalmente con pinturas de diferente naturaleza química que aún no presentan un estado de corrosión, pero que fueron afectadas fundamentalmente por la exposición a la radiación ultravioleta. En los últimos años la pintura de terminación también se la aplica para lograr tanto una mayor resistencia a la rotura como un más elevado módulo de elasticidad pero fundamentalmente para controlar la propagación de las grietas del “primer” formadas por la contracción volumétrica emergente del proceso de degradación. En el caso de la industria del transporte terrestre, maquinarias agrícolas, aeronaves, etc., la formulación de las pinturas de terminación para alcanzar los citados objetivos se realiza con estructuras híbridas; para ello se emplean diversos materiales fibrosos de refuerzo, algunos semiconductores y otros de naturaleza aislante. El objetivo del trabajo fue estudiar la influencia del contenido y de la naturaleza de la fibra de refuerzo como así también del tipo de material formador de película en pinturas de terminación aplicadas sobre un fondo anticorrosivo epoxi-poliamida tripigmentado basado en zinc laminar.Item Fibras de refuerzo en pinturas y recubrimientos : parte I(Atipat, 2016-04-01) Giúdice, Carlos AlbertoLa mayoría de las tecnologías modernas requiere materiales con una combinación inusual de propiedades, imposibles de diseñar con los existentes en forma individual. Esta necesidad es muy evidente en aplicaciones espaciales, subacuáticas y en los transportes; así, por ejemplo, en la industria aeronáutica se solicitan cada vez más materiales de baja densidad que sean resistentes y rígidos, pero también con muy buen comportamiento frente a impactos, a la abrasión y a la corrosión simultáneamente. Las combinaciones de propiedades de los materiales se han ampliado mediante el desarrollo de materiales compuestos; estos son sistemas multifase obtenidos artificialmente (“composite” o FRP, “fiber-reinforced polymer”). A nivel internacional, en muchos laboratorios de investigación y desarrollo en tecnología de pinturas y recubrimientos, se está estudiando la influencia de fibras de refuerzo sobre el comportamiento de la película en servicio, las propiedades fisicomecánicas y su aspecto superficial. Estos sistemas híbridos se formulan y elaboran con fibras de refuerzo de diferentes características físicas y químicas. Se define como fibra a cualquier material que tiene una relación mínima de largo / promedio de la dimensión transversal de 10/1; además la dimensión transversal no debe superar los 250 μm. Las fases constituyentes, separadas por una interfase, pueden ser química o físicamente distintas; están conformadas por una matriz o fase continua (por ejemplo, un material polimérico) y otra discontinua o dispersa (por ejemplo, fibras de refuerzo), Figura 1. Este diseño ha combinado entre otros, ciertos metales, cerámicas y polímeros, produciendo una nueva generación de materiales con una mejor rigidez, tenacidad y resistencia a la tracción tanto a temperatura ambiente como a elevadas temperaturas. Las propiedades de los materiales compuestos dependen fuertemente de las características físicas y químicas de las fases constituyentes, de sus proporciones relativas y de la geometría de las fases dispersas.Item Siloxanes synthesized in situ by solgel process for fire control in wood of Araucaria angustifolia(Elsevier, 2013-10-10) Giúdice, Carlos Alberto; Alfieri, Paula; Canosa, GuadalupePanels of Araucaria angustifolia were chemically modified with alkoxysilanes, hydrolyzed and condensed “in situ” by the sol–gel process. Alkoxysilanes selected were aminopropyl methyldiethoxysilane (A), aminopropyl triethoxysilane (B) and a mixture of both (C). Ethanol was used as solvent in 4/1 ethanol/ alkoxide molar ratio. The pH was adjusted to alkaline value for controlling the kinetic of hydrolysis– condensation reactions. Impregnation process was carried out at 45–50 1C in an autoclave, controlling the operating conditions for achieving different weight gains. Laboratory tests were carried out in Two-Foot Tunnel (flame spread index, panel consumption and smoke density) and in TGA detector (mass loss). The performance in laboratory tests can be explicated according the reactivity of the alkoxides. The results support the conclusion that the best fireproof efficiency was observed in woods treated with the alkoxide B, followed by those modified with the mixture C and the alkoxide A, in this order; the results also indicates that as weight gain increased the performance of impregnants against fireItem Pinturas híbridas de terminación sobre fondos anticorrosivos de zinc modificados(Atipat, 2013-10-01) Giúdice, Carlos Alberto; Alfieri, Paula; Canosa, GuadalupeLas pinturas basadas en zinc metálico presentan una mayor eficiencia contra la corrosión en relación con otros recubrimientos. Sin embargo, éstas necesitan generalmente una pintura de terminación ya sea para conferirle al sistema un mejor acabado o bien para otorgarle una protección adecuada contra la acción del medio; en otros casos, la pintura de terminación también se aplica para conferirle dureza superficial (puentes de acero, estructuras metálicas portantes, etc.). En este trabajo se seleccionaron tres sistemas en lo referente al ligante; en todos los casos se empleó el mismo “primer” epoxi-poliamídico basado en zinc laminar mientras que para la capa de terminación se seleccionaron como ligantes una resina acrílica pura, una vinílica y una alquídica. En la formulación de estas pinturas, se emplearon fibras para conferirle elevada resistencia a la rotura y alto módulo de elasticidad a la película (grafito, nitruro de silicio, vidrio o cuarzo). Los resultados indican que en las estructuras híbridas con fibras semiconductoras se observó una elevada disolución del zinc ya que las citadas fibras actuarían como cátodos de la celda galvánica; también se constató que en el caso del ligante susceptible a la hidrólisis básica se produjo su degradación y la pérdida de propiedades de la películaItem Decay resistance and dimensional stability of Araucaria angustifolia using siloxanes synthesized by solegel process(Elsevier, 2013-05-16) Giúdice, Carlos Alberto; Alfieri, Paula; Canosa, GuadalupeSolid wood specimens of Araucaria angustifolia were impregnated with alkoxysilanes hydrolyzed and condensed “in situ” by the solegel process. Alkoxysilanes selected were aminopropyl methyldiethoxysilane and aminopropyl triethoxysilane; it was also used the aminopropyl methyldiethoxysilane/aminopropyl triethoxysilane mixture in 50/50 ratio w/w. The pH was adjusted to alkaline value for controlling kinetic of hydrolysis and condensation reactions. Impregnation process was carried out under controlled operating conditions to achieve different weight gains of the chemical modifier. Unmodified and modified wood specimens were exposed to brown rot (Polyporus meliae) and white rot (Coriolus versicolor) under laboratory conditions. The results indicate that the improved resistance to fungal exposure would be based on the wood chemical modification (the protection of cellulose caused by steric hindrance of hSieOeCellulose preventing the formation of enzymeesubstrate complex). Moreover, the results also would be based on the enhanced dimensional stability of the treated wood; the quoted high dimensional stability, which limits the growth of the spores, is supported in the hydrophobicity generated by both the decreasing of the amount of polar hydroxyl groups and the partial occupation of pores with polysiloxanes.Item Dimensional stability, fire performance and decay resistance in wood impregnated with alkylalkoxysilanes(2013-11-20) Canosa, Guadalupe; Alfieri, Paula; Giúdice, Carlos AlbertoThe wood, very heterogeneous and complex material, changes its volume by water absorption or desorption causing swelling or shrinkage and also it can be degraded both by action of microorganisms and fire; the above-mentioned is a great inconvenient for most commercial uses. In this research, wood specimens of Pinus radiata were previously pretreated in a Soxhlet extractor for 2 hours with a solution of sodium hydroxide (activation of the cellulose) and then impregnated with alkylalkoxysilanes hydrolyzed and condensed "in situ" by the sol-gel process. Silanes selected were triethoxysilane, methyltriethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-buthyltriethoxysilane and n-octhyltriethoxysilane. Impregnation process was carried out under controlled operating conditions to achieve similar weight gains of the chemical modifier. The pH was adjusted to alkaline value for controlling kinetic of hydrolysis and condensation reactions. Results indicated that dimensional stability increased with the increase of the length of the hydrocarbon chain of the alkoxydes, which would be based essentially on their enhanced hydrophobicity but without discarding the partial occupation of the pores by polymerized siloxanes and the interaction of alkoxides with cell wall components. In addition, wood specimens impregnated with mentioned alkylalkoxysilanes also showed an excellent fire performance and decay resistance.Item Hybrid finishing coatings applied on laminar zinc primers(American Chemical Society, 2013-05-29) Giúdice, Carlos Alberto; Canosa, Guadalupe; Alfieri, PaulaHybrid finishing coatings were formulated with several film-forming materials and reinforcement fibers. In all cases, the same tri-pigmented epoxy-polyamide coating based on laminar zinc was used as primer. The results indicated that wellwetted fibers improved mechanical properties of finishing coating films, such as tensile strength, modulus of elasticity, hardness, adhesion, and impact resistance; on the other hand, elongation decreased according with type and level of reinforcement fibers selected. In addition, finishing coatings with semiconductive fibers displayed in salt spray (fog) apparatus, a high dissolution of metallic zinc of primer since these fibers would act as cathode in galvanic cells. According to IR spectrum analysis, chemical degradation was observed only in coatings with the binder susceptible to basic hydrolysis due to the action of hydroxyl ions formed on semiconductive fibers. Furthermore, nonconductive fibers included in finishing coatings displayed no changes in any film-forming material (even when alkyd resin was used) nor promoted excessive zinc dissolution of primer.