Morteros de CAC reforzados con fibras vegetales : microestructura, evaluación físico-mecánica y durabilidad para su aplicación en materiales de construcción : ejemplo de pavimento

Abstract

The natural fibers that come from vegetable origin have become a potential and competitive option as a reinforcement composite based on cement. This is due to their high resistance and low cost features, and also their high availability as a renewable resource.

The intent of this thesis is to develop durable and strain hardening cementitious composites based on calcium aluminate cement -CAC- with variable metakaolin -MK- content -from 0 to 50 wt%- and flax non-woven natural textile reinforcement.

In the research experiments performed the effects of metakaolin -MK- on the mechanical performance and cement mixture microstructure of the matrix; the effect of the cement mixture on the performance of the natural fibers; and the bending behavior and durability of the composites were evaluated.

The composites obtained revealed that the admixture of low metakaolin content helps increase the composites durability without causing a significant decrease in the mechanical performance, it was also found that the addition of calcium aluminate -CAC- guarantees a better resistance and behavior when compared to Portland Cement.

The evaluation of the effects on these matrices based on CAC in the vegetable fiber reinforcement showed that the matrices CAC could be an alternative to Portland Cement because of the vegetable fiber reinforcement durability. Nevertheless, the high cost of CAC obligates the use of an admixture to diminish the amount of cement.

Las fibras naturales de procedencia vegetal se han convertido en una opción para refuerzo de compuestos a base de cemento, esto gracias a sus características de alta resistencia y bajo costo, y, además su gran disponibilidad, por ser este un recurso renovable. Con el objetivo de crear compuestos cementosos altamente dúctiles y duraderos, este estudio analiza y desarrolla compuestos cementosos basados en la mezcla de composiciones a base de cemento aluminato de calcio (CAC), Metacaolín (MK) con variaciones de 0 - 50 % de contenido, y refuerzos de fibra de fieltro de lino. En los experimentos realizados se evaluaron el efecto del MK sobre el rendimiento mecánico y la microestructura de la mezcla de cemento de la matriz; el efecto de la mezcla de cemento en el rendimiento sobre las fibras naturales; y el comportamiento a flexión y de durabilidad de los compuestos. Los compuestos obtenidos revelaron que la adición de bajos contenidos de Metacaolín ayuda a aumentar la durabilidad de los compuestos sin provocar una disminución significativa en el rendimiento mecánico, así como también al añadir CAC , este actúa en combinación garantizando una mejor resistencia y comportamiento frente al Cemento Portland. La evaluación de los efectos de estas matrices basadas en CAC en el refuerzo de fibra vegetal reveló que las matrices CAC podrían ser una alternativa a las matrices de cemento Portland para la durabilidad de los refuerzos de fibra vegetal. Sin embargo, el elevado costo de los CAC obliga al empleo de algún aditivo para disminuir la cantidad de cemento