{"id":67352,"date":"2008-10-10T00:00:00","date_gmt":"2008-10-10T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/recubrimientos-epoxi-sa%c2%adlice-pirogenica-como-refuerzo-de-marmol-marron-emperador\/"},"modified":"2008-10-10T00:00:00","modified_gmt":"2008-10-10T00:00:00","slug":"recubrimientos-epoxi-sa%c2%adlice-pirogenica-como-refuerzo-de-marmol-marron-emperador","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/revestimientos-protectores\/recubrimientos-epoxi-sa%c2%adlice-pirogenica-como-refuerzo-de-marmol-marron-emperador\/","title":{"rendered":"Recubrimientos epoxi-s\u00edlice pirog\u00e9nica como refuerzo de m\u00e1rmol marr\u00f3n emperador"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Ver\u00f3nica De Los \u00e1ngeles Pascual S\u00e1nchez <\/strong><\/h2>\n<p>Resumen los m\u00e1rmoles comerciales m\u00e1s importantes de la comunidad Valenciana son el m\u00e1rmol crema marfil, rojo alicante y marr\u00f3n emperador, todos ellos explotados en los centros marmolistas de novelda en la provincia alicante. Son materiales de elevado valor est\u00e9tico, no obstante, poseen una baja cohesi\u00f3n, y en consecuencia unas pobres propiedades mec\u00e1nicas. Adicionalmente, el proceso de obtenci\u00f3n de baldosas de m\u00e1rmol, denominado elaboraci\u00f3n del m\u00e1rmol, es mec\u00e1nicamente muy exigente, sobre todo en las etapas de pulido y transporte. Por tanto, durante la elaboraci\u00f3n del m\u00e1rmol se produce un elevado n\u00famero de roturas de piezas de m\u00e1rmol (hasta el 50% de la producci\u00f3n en algunos de los casos). Esta fractura de baldosas constituye una importante p\u00e9rdida econ\u00f3mica que se traduce en un aumento del precio final del m\u00e1rmol adem\u00e1s de constituir un problema medioambiental.  para paliar esta situaci\u00f3n, el sector del m\u00e1rmol ha aplicado tradicionalmente distintos consolidantes, org\u00e1nicos e inorg\u00e1nicos, a la piedra natural sin embargo, este es un \u00e1rea que contin\u00faa en desarrollo tras la b\u00fasqueda de nuevos materiales que refuercen mec\u00e1nicamente a la piedra de manera m\u00e1s eficiente sin afectar a su est\u00e9tica natural. en anteriores trabajos de investigaci\u00f3n, tesis de licenciatura y tesis doctorales, realizados en el laboratorio de adhesi\u00f3n y adhesivos de la universidad de alicante se han investigado en profundidad sistemas polim\u00e9ricos sencillos como resinas de poli\u00e9ster insaturado o resinas epoxi aplicados como recubrimientos de piedra natural. Estas investigaciones mostraron que el empleo de recubrimientos delgados de estas resinas termoestables mejoraba la resistencia a la flexi\u00f3n y al impacto de diferentes m\u00e1rmoles (crema marfil, rojo alicante y marr\u00f3n emperador) [1, 2]. sin embargo, existen ciertos aspectos mejorables en el empleo de este tipo de sistemas polim\u00e9ricos sencillos. Si bien las resinas de poli\u00e9ster insaturado dotan a las piezas de m\u00e1rmol de una superior resistencia a la flexi\u00f3n y al impacto, tambi\u00e9n presentan un elevado grado de contracci\u00f3n durante el curado creando tensiones en la interfase m\u00e1rmol-recubrimiento y pudiendo presentar problemas de durabilidad de las uniones a largo plazo. Asimismo, las resinas de epoxi mejoran significativamente la resistencia al impacto y a la flexi\u00f3n de diferentes m\u00e1rmoles, pero requieren hornos para realizar el curado con temperatura y obtener recubrimientos tenaces y resistentes mec\u00e1nicamente. considerando que las resinas epoxi son uno de los consolidantes org\u00e1nicos m\u00e1s interesantes, dado que tienen la capacidad de formar finas pel\u00edculas duraderas con elevada resistencia mec\u00e1nica, y que poseen una excelente capacidad de adhesi\u00f3n a una alta variedad de sustratos, se propone en esta tesis el empleo de una resina epoxi como recubrimiento para la piedra natural, concretamente del m\u00e1rmol marr\u00f3n emperador (mme), para conseguir una mayor consolidaci\u00f3n de la piedra y en consecuencia una mejora en sus propiedades mec\u00e1nicas. adem\u00e1s del endurecedor y la resina epoxi, las cargas son el ingrediente m\u00e1s utilizado en la mayor\u00eda de las formulaciones epoxi. La adici\u00f3n de cargas a recubrimientos polim\u00e9ricos producen materiales h\u00edbridos org\u00e1nico-inorg\u00e1nicos cuyas propiedades se balancean entre la resistencia mec\u00e1nica y flexibilidad de la matriz org\u00e1nica y la dureza y estabilidad t\u00e9rmica del refuerzo inorg\u00e1nico. Asimismo la incorporaci\u00f3n de cargas a adhesivos permite el procesado de materiales tecnol\u00f3gicamente m\u00e1s complejos con propiedades mec\u00e1nicas y t\u00e9rmicas optimizadas. entre todas las cargas, la s\u00edlice pirog\u00e9nica es sin duda una de las empleadas en las formulaciones de adhesivos y recubrimientos, debido al tama\u00f1o nanom\u00e9trico de sus part\u00edculas primarias. La s\u00edlice pirog\u00e9nica como carga en adhesivos imparte viscosidad, tixotrop\u00eda y pseudoplasticidad, y adem\u00e1s, el uso de nanopart\u00edculas dispersas en una matriz polim\u00e9rica mejora la tenacidad, la resistencia al impacto y a la flexi\u00f3n. si bien se ha estudiado anteriormente el efecto de la incorporaci\u00f3n de s\u00edlices pirog\u00e9nicas a resinas epoxi, no se ha descrito su influencia en las propiedades de recubrimientos epoxi aplicados a piedra natural. Considerando estos antecedentes, en esta tesis doctoral se propone la adici\u00f3n de s\u00edlices pirog\u00e9nicas de diferente naturaleza a un prepol\u00edmero epoxi para aumentar su viscosidad y evitar el goteo del recubrimiento sobre las tablas de m\u00e1rmol, conferir tixotrop\u00eda y pseuplasticidad al recubrimiento para facilitar su aplicaci\u00f3n, y finalmente mejorar la tenacidad, la resistencia al impacto y a la flexi\u00f3n de los recubrimientos epoxi como consolidantes del mme curados a temperatura ambiente; y as\u00ed evitar la necesidad de emplear hornos en las l\u00edneas de resinado de las marmoleras. finalmente, seg\u00fan nuestro conocimiento, este trabajo no tiene antecedentes bibliogr\u00e1ficos, salvando las publicaciones originadas desde el laboratorio de adhesi\u00f3n y adhesivos de la universidad de alicante, a pesar de su extraordinaria relevancia en la industria del m\u00e1rmol, y por consiguiente, es importante realizar un estudio de cient\u00edfico basado en la investigaci\u00f3n aplicada para proporcionar soluciones tecnol\u00f3gicamente viables. la memoria de trabajo que presenta el an\u00e1lisis de los resultados experimentales obtenidos a lo largo de la investigaci\u00f3n se ha estructurado de la siguiente forma: \u00c2\u00bf\tcap\u00edtulo i: introducci\u00f3n. En este cap\u00edtulo se realiza un breve an\u00e1lisis del sector de la piedra en espa\u00f1a, as\u00ed como, se describen las etapas implicadas en la elaboraci\u00f3n del m\u00e1rmol y la problem\u00e1tica asociada a esta elaboraci\u00f3n. Se repasa el tipo de consolidantes que se emplean actualmente en la industria del m\u00e1rmol, y se propone el empleo de una resina epoxi modificada con s\u00edlices pirog\u00e9nicas de diferente naturaleza como posibles recubrimientos para mejorar la consolidaci\u00f3n del mme. Asimismo, se revisa la qu\u00edmica de las resinas epoxi y de la s\u00edlice pirog\u00e9nica, y finalmente, se definen los objetivos de la tesis. \u00c2\u00bf\tcap\u00edtulo ii: materiales y t\u00e9cnicas experimentales. Descripci\u00f3n de los materiales empleados, as\u00ed como, de la metodolog\u00eda de trabajo y de las t\u00e9cnicas experimentales necesarias para desarrollarla.  \u00c2\u00bf\tcap\u00edtulo iii: incidencia del tipo de endurecedor am\u00ednico en las propiedades de recubrimientos epoxi. En este cap\u00edtulo se emplean tres endurecedores comerciales basados en aminas alif\u00e1ticas para realizar el curado de la resina epoxi empleada como recubrimiento del mme. Los resultados experimentales obtenidos permitieron correlacionar las propiedades reol\u00f3gicas, t\u00e9rmicas y mec\u00e1nicas, as\u00ed como la cin\u00e9tica de gelificaci\u00f3n, con la estructura qu\u00edmica de los endurecedores. Debido a que la temperatura de curado tiene una importante influencia en las propiedades finales de los recubrimientos los experimentos se realizaron empleando tres temperaturas diferentes, 25\u00c2\u00bac, 40\u00c2\u00bac y 60\u00c2\u00bac. Para concluir, se correlacionaron las caracter\u00edsticas de los recubrimientos con su efectividad en la consolidaci\u00f3n del mme. Los resultados indicaron que los endurecedores con estructura lineal basan la mejora de las propiedades mec\u00e1nicas del mme consolidado en la flexibilidad que otorgan al recubrimiento, mientras que los endurecedores de estructura cicloalif\u00e1tica basan su consolidaci\u00f3n en la tenacidad que confieren al recubrimiento. Asimismo, se concluye que una temperatura de curado de 40\u00c2\u00bac es \u00f3ptima para conseguir las mejores propiedades del mme consolidado independientemente del tipo de endurecedor empleado.  \u00c2\u00bf\tcap\u00edtulo iv.I: estudio de la incorporaci\u00f3n de s\u00edlice pirog\u00e9nica hidrof\u00edlica en diferentes cantidades. Las propiedades reol\u00f3gicas, t\u00e9rmicas y mec\u00e1nicas del recubrimiento epoxi curado con isofor\u00f3ndiamina a diferentes temperaturas fueron modificadas mediante la adici\u00f3n en diferentes cantidades (0-3% sio2\/dgeba (p\/p)) de una s\u00edlice pirog\u00e9nica hidrof\u00edlica. Asimismo, se realiz\u00f3 un estudio completo de la cin\u00e9tica de curado (determinaci\u00f3n de las constantes cin\u00e9ticas y de las energ\u00edas de activaci\u00f3n) del recubrimiento epoxi con s\u00edlice incorporada mediante la aplicaci\u00f3n del m\u00e9todo semi-emp\u00edrico de kamal [3, 4]. Finalmente, se evalu\u00f3 la consolidaci\u00f3n del mme con recubrimiento epoxi-s\u00edlice pirog\u00e9nica en funci\u00f3n de la concentraci\u00f3n de s\u00edlice y de la temperatura de curado. Los resultados mostraron que una concentraci\u00f3n de 0.5% sio2\/dgeba (p\/p) es suficiente para mejorar la tenacidad del recubrimiento epoxi de tal forma que se permite el procesado del recubrimiento sobre el mme sin la necesidad de emplear hornos para realizar el curado. No obstante, el empleo de 40\u00c2\u00bac como temperatura de curado mejora la efectividad en la consolidaci\u00f3n del mme para todas las cantidades de s\u00edlice incorporadas.  \u00c2\u00bf\tcap\u00edtulo iv.Ii: incidencia del tipo de endurecedor am\u00ednico en las propiedades de recubrimientos epoxi reforzado con s\u00edlice pirog\u00e9nica hidrof\u00edlica. En esencia este cap\u00edtulo es an\u00e1logo al cap\u00edtulo iii con la salvedad de que en la formulaci\u00f3n del recubrimiento epoxi se ha incorporado un 0.5%sio2\/dgeba (p\/p). Los resultados mostraron una importante dependencia de las propiedades reol\u00f3gicas, t\u00e9rmicas y mec\u00e1nicas, as\u00ed como de la cin\u00e9tica de gelificaci\u00f3n de los recubrimientos, con respecto al endurecedor, mostrando tendencias similares a las observadas en los recubrimientos hom\u00f3logos carentes de carga. Adem\u00e1s, la adici\u00f3n de un 0.5% en peso de s\u00edlice pirog\u00e9nica al recubrimiento dgeba mejora sus propiedades t\u00e9rmicas y mec\u00e1nicas, as\u00ed como el grado de consolidaci\u00f3n del mme para cualquiera de los endurecedores. \u00c2\u00bf\tcap\u00edtulo v: propiedades de recubrimientos epoxi-s\u00edlice pirog\u00e9nica con diferente polaridad superficial. Para concluir los cap\u00edtulos que contienen resultados experimentales se realiz\u00f3 una comparaci\u00f3n en la efectividad de consolidaci\u00f3n del mme, as\u00ed como en las propiedades reol\u00f3gicas, t\u00e9rmicas, mec\u00e1nicas y cin\u00e9tica de gelificaci\u00f3n, entre recubrimientos epoxi modificados con una s\u00edlice pirog\u00e9nica hidrof\u00edlica y otra esencialmente hidrof\u00f3bica. Los resultados concluyeron que la s\u00edlice pirog\u00e9nica hidrof\u00edlica establece un mayor n\u00famero de interacciones f\u00edsicas, van der waals y enlaces de hidr\u00f3geno, con el medio polim\u00e9rico que optimiza la dispersi\u00f3n de la carga resultando en una red h\u00edbrida org\u00e1nico-inorg\u00e1nica que refuerza al recubrimiento epoxi, y por consiguiente, genera recubrimientos m\u00e1s efectivos en la consolidaci\u00f3n  del mme. No obstante, el empleo de s\u00edlice pirog\u00e9nica hidrof\u00f3bica mejora sustancialmente las propiedades reol\u00f3gicas de los recubrimientos sin empeorar las propiedades mec\u00e1nicas y la efectividad de consolidaci\u00f3n del recubrimiento epoxi sobre el mme \u00c2\u00bf\tcap\u00edtulo vi: conclusiones generales. \u00c2\u00bf\tap\u00e9ndices  bibliograf\u00eda [1]\tp. D. Sepulcre javaloyes. Caracterizaci\u00f3n y recubrimientos epoxi y su aplicaci\u00f3n como consolidantes de m\u00e1rmoles de la provincia de alicante (crema marfil, rojo alicante y marr\u00f3n imperial), tesis doctoral, universidad de alicante alicante, (2001). [2]\tc. Guillem l\u00f3pez, mejora de las propiedades mec\u00e1nicas de piezas de m\u00e1rmol crema marfil mediante la incorporaci\u00f3n de recubrimientos de resinas de poli\u00e9ster insaturado, tesis doctoral, universidad de alicante, alicante (2001). [3]\tf. Gonz\u00e1lez garc\u00eda, n. Galego fern\u00e1ndez, estudio de la reacci\u00f3n de curado del sistema \u00e9ter glicid\u00edlico del bisfenol-a (dgeba) y dietielentriamina (deta) por calorimetr\u00eda diferencial de barrido, pol\u00edmeros: ciencia y tecnolog\u00eda, 10, 218-223 (2000). [4]\ta. Butr\u00f3n, i. Katime, seguimiento del curado de sistemas de recubrimiento epoxi por calorimetr\u00eda diferencial de barrido, proceedings eurocoat 98, barcelona, espa\u00f1a,  septiembre 1998, 727-741.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Recubrimientos epoxi-s\u00edlice pirog\u00e9nica como refuerzo de m\u00e1rmol marr\u00f3n emperador<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Recubrimientos epoxi-s\u00edlice pirog\u00e9nica como refuerzo de m\u00e1rmol marr\u00f3n emperador <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Ver\u00f3nica De Los \u00e1ngeles Pascual S\u00e1nchez <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Alicante<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 10\/10\/2008<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Jos\u00e9 Miguel Martin Martinez<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: salvador Ordo\u00f1ez delgado <\/li>\n<li>celia Guillem l\u00f3pez (vocal)<\/li>\n<li>marcello Solito (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Ver\u00f3nica De Los \u00e1ngeles Pascual S\u00e1nchez Resumen los m\u00e1rmoles comerciales m\u00e1s importantes de la comunidad Valenciana son 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