FRP reinforcement and production of duo timber beams

Abstract

The main objective of this research is to give a new use and added value to fast growing and low cost economic woods from Castilla y León, such as Populus x euroamericana I-214 and Pinus pinaster Ait. Making an industrialized material (reinforced duos beams) competitive in mechanical properties and costs with other products of industrialized wood commercialized today.The research includes the methodology followed and partial results achieved in the fabrication of witnesses and reinforced duo beams of Populus x euroamericana I-214 and Pinus pinaster Ait. wood, with rigid bands of fiberglass (GFRP). The results obtained in previous tests of selection of reinforcing fibers, epoxy adhesives and superficial treatments of the rigid bands GFRP are shown. Initially, flexural tests were carried out with medium density fiberboard (MDF) duo beams in order to eliminate wood variability, reaching increments in the modulus of elasticity of 26-38%. In the final tests on wooden duo beams the results showed improvements of 10-15% in modulus of elasticity, reaching in the reinforced duo beams similar values to commercial laminated wood. Also, long-term creep tests were performed at low load levels comparing the behavior of nonreinforced duo beams and GFRP-reinforced duo beams.

El objetivo principal de la investigación es otorgarle un uso y valor añadido a maderas de rápido crecimiento y bajo coste económico de Castilla y León como son el Populus x euroamericana I-214 y el Pinus pinaster Ait.; fabricando un material industrializado (vigas dúo reforzadas) competitivas en propiedades mecánicas y costes con otros productos de madera industrializada comercializados en la actualidad. El trabajo recoge la metodología seguida y los resultados parciales alcanzados en la fabricación de vigas dúo y vigas dúo reforzadas de madera de Populus x euroamericana I-214 y Pinus pinaster Ait. con bandas rígidas de fibra de vidrio (GFRP). Se muestran los resultados alcanzados en ensayos previos de selección de fibras de refuerzo, adhesivos epoxis y tratamientos superficiales de las bandas rígidas GFRP. Inicialmente se realizan ensayos de flexión con vigas dúo de tablero de fibras de densidad media (MDF) con el fin de eliminar la variabilidad de la madera, alcanzando incrementos en los módulos de elasticidad de entre el 26-38%. En los ensayos finales sobre vigas dúo de madera los resultados muestran mejoras de entre el 10- 15% en los módulos de elasticidad, alcanzando en las vigas dúo reforzadas de chopo valores semejantes a maderas laminadas comerciales. Así mismo se realizan ensayos de fluencia de larga duración ante bajos niveles de carga comparando el comportamiento de vigas dúo sin refuerzo y vigas dúo reforzadas con GFRP.