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Un material compuesto es un sistema de materiales formado por dos o mas fases fisicas
distintas, cuya combinacion produce propiedades cojuntas que son diferentes a las de sus
constituyentes. La palabra composite se ha generalizado para aquellos compuestos de mas
reciente aparicion y cuya matriz es polimerica.
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El material compuesto no es una invencion humana, existe en la naturaleza como por
ejemplo:
La madera: que esta compuesto con una especie de armadura de celulosa, envuelta en una
matriz de resina naturales.
Tambien en el cuerpo humano existen materiales compuestos como los huesos: formados
por una especie de cemento calcico y fibras de colageno.
Entre los compositos debido al hombre podemos encontrar
Adobe (formado por barro y paja).
Hormigon.
Cemento.
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TABLA DE MATERIALES
COMPOSITES
COMPONENTES DE
LOS MATERIALES
COMPOSITES
DEFINICION DE
MATERIALES
COMPUESTOS
PROPIEDADES DE
LOS MATERIALES
COMPUESTOS
APLICACIÓN DE LOS
COMPOSITES
CLASIFICACION DE
LOS COMPUESTOS
BIBLIOGRAFIA
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HORMIGON(CONCRETO): Es un material compuesto usado en
construcciones civiles como puentes, edificios, presas, muros de retención.
Ventajas: flexibilidad de diseño, economia, dureza, resistencia al fuego,
apariencia estatica y la posibilidad de producirlo en el lugar de trabajo.
Desventajas: baja resistencia a la traccion, baja ductilidad y considerable
contraccion al secar.
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ASFALTO: material derivado del petróleo con características parecidas a un
polímero termoestable, este producto también puede ser obtenido de la roca del
betún(roca asfáltica), de la brea y de depósitos superficiales.
PAVIMENTO: obtenido al mezclar asfalto y grava.
MADERA: con la madera también se pueden fabricar materiales compuestos,
como madera plástico, aglomerados, papel, etc.
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Los materiales compuestos se pueden clasificar en distintas formas:
1) Tradicionales: son aquellos que existen en la naturaleza o han sido producido
por antiguas civilizaciones, por ejemplo: la madera.
2) Compuestos sintéticos: son sistemas de materiales modernos, que se
producen primero en forma separada y luego se combinan bajo control para
lograr la estructura, las propiedades y la geometría deseada.
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Los plásticos reforzados con fibra.
 Compositos de matriz metalica
 Compositos de matriz ceramica
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Están constituidos por fibras en una matriz
polimérica.
Estas fibras presenta alta resistencia
especifica(relacion de resistencia a peso) y
rigidez especifica(relacion de rigidez a
peso)
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Fibras: son filamentos de material . son muy fuertes y
rígidas.
Si en cierto tipo de fibra las propiedades mecánicas
mejoran por el aumento de la longitud promedio se le
conoce como fibras corta(discontinua) si no ocurre
dicha mejora se llama fibra larga(continua).
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FIBRAS DE VIDRIO: Se le conoce como plástico reforzado con fibra de vidrio, son
las que mas se utilizan y las menos costosas y pueden contener entre 30% y 60%
de fibra de vidrio en volumen.
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FIBRAS DE GRAFITO: Se le conoce como plástico reforzado con fibra de carbono,
aunque son mas costosas que as de vidrio, ofrecen una combinación de baja
densidad, alta resistencia y alta rigidez.
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FIBRAS DE BORO: Son deposito de boro sobre fibras de tungsteno o de carbono,
estas tienen alta resistencia y rigidez tanto a la tensión como a la compresión, y
resistencia a altas temperaturas.
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FIBRAS DE ARAMIDA (KLEVAR): Nombre genérico de las fibras de poliamida,
aromáticas, llamadas también kevlar, sus usos se encuentran en la protección
balística, cuerdas y cables, combinan alta resistencia a la tracción, alto modulo
elástico, baja densidad, alta elongación y buena resistencia al impacto.
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FIBRAS DE CARBONO: se caracterizan por su alto peso, alta resistencia, gran
consistencia y tenacidad .
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FIBRA CONDUCTIVAS DE GRAFITO : Estas Fibras se producen para hacer
posible que los componentes de los plásticos reforzados mejoren la
conductividad eléctrica y térmica.
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FIBRAS POLIMERICAS: Presentan resistencias especificas muy altas, pueden
someterse a cierta deformación plástica antes de fracturarse y por ello tienen
una tenacidad mas alta que las fibras frágiles.
La relación resistencia a peso es mas alta que todas las fibras y tienen altos costos.
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La fase matriz o fase primaria puede ser de cualquiera de los tres tipos de
materiales básicos: polímeros, metálicos y cerámicos.
Esta fase se encarga de proteger y soportar a la fase secundaria de las
condiciones medio ambientales .
SIGUIENTE
Mantener las fibras en su lugar y transferir
los esfuerzo a las mismas mientras
soportan la mayor parte de la carga.
 Proteger las fibras contra daños fisicos y
del ambiente
 Reducir la propagación de grietas en el
composito por medio de mayor ductilidad
y rigidez de la matriz plástica.
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Se clasifican :
 Compuestos de matriz metalica: incluyen mezclas de cerámicos y de metales,
ejemplos: carburos cementados, aluminio o magnesio.
se caracterizan por tener : un mayor modulo de elástico, tenacidad, ductilidad y
mayor resistencia a temperatura elevada que las matriz poliméricas.
Los compuestos utilizados para la matriz son aluminio, aleacion de aluminio y litio y
los utilizados para la fibra son grafito, oxido de aluminio, carburo de silicio,boro y
tungsteno.
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Compuesto en matriz ceramica: son materiales como el oxido de aluminio y el
carburo de silecio
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Compuesto de matriz de polimeros: las resinas termofijas y las termoestables.
 Compuesto
en matriz ceramica: son
materiales como el oxido de aluminio y
el carburo de silicio.
Son fuerte, rígidas y resisten altas
temperaturas pero por lo general carecen
de tenaciadad.
CLASIFICACION DE LAS MATRICES
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La fase secundario se encarga de reforzar
la fase primaria, las mas comunes son las
fibras las partículas y las hojuelas.
FIBRAS
PARTICULAS Y
HOJUELAS FIBRAS
Vidrio
 Carbono
 Boro
 Kevlar
 Ceramicos
 metal
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Las particulas son una segunda forma de fase incorporadas en particulas, la
distribucion de particulas en la matriz es aleatoria, el mecanismo de
reforzamiento depende del tamaño de las particulas, estas endurecen la matriz.
Las hojuelas son partículas bidimensionales como plaqueta pequeñas.
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Los materiales compuestos no tienen unas propiedades características sino que
son una combinacion de propiedades de los materiales que lo conforman.
Estas propiedades se determinan por 3 factores.
1) los materiales usados como fases componentes en el compuesto.
2) la forma geometrica de los componentes y la estructura resultante del sistema
compuesto.
3) la manera en la cual las fases interactuan entre si.
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En los años 40 comienzan a utilizarse los composites en diversas industrias
teniendo un amplio desarrollo en la aeronáutica de tal manera que en los años 60
ya todos los aviones tienen algún material composite. Luego en los años 80 se
utilizaron en mayor proporción en otros campos de la industria .
Actualmente se aplican como se muestra en la siguiente figura.
Los sistemas y elementos constructivos en
los que se estan usando los compositos
son:
 a)Cubiertas y tejados
 b)Paneles y fachadas
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c) Rehabilitacion de fachadas
 d)Recercados de ventanas y proteccion
solar.
 e)Sanitario y mobiliario interior
 f)Impermeabilizacion de cubiertas
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MATERIALES COMPOSITOS (2)