En los últimos años, se han presentado en la Universidad de Alicante diversas Tesis doctorales sobre percepción en pastas de cemento Portland, reforzadas con fibras, nanofibras y nanotubos de carbono. Se han caracterizado propiedades capaces de otorgar a estas pastas funciones para las que tradicionalmente no estaban preparadas. Sabido es que el principal argumento para el uso del hormigón es su gran potencial para satisfacer la función estructural, sin embargo la adición a las pastas de cemento de materiales conductores (fibra de carbono, nanofibras de carbono, nanotubos de carbono, polvo de grafito, fibras metálicas, etc.) pueden otorgar al hormigón usos distintos a los hasta ahora considerados, transformándolo en un material cementico conductor multifuncional. Numerosas investigaciones han mostrado el buen comportamiento del cemento y hormigones basados en la activación alcalina de escorias de alto horno (EAA), que además de poseer importantes propiedades mecánicas y de durabilidad, son una buena alternativa a los cementos Portland, en consideración a la sostenibilidad ambiental. El hecho contrastado es que a día de hoy es posible una total sustitución de los cementos Portland por cementos alcalinos. No obstante el principal problema al que se enfrentan estos compuestos cementicios activados alcalinamente es su gran retracción, que habitualmente requiere el empleo de aditivos reductores de retracción para garantizar su integridad. Paralelamente, el uso de fibras como adición en la fabricación también ha resultado útil como agente controlador de la retracción. En el caso particular de emplear fibras conductoras de la electricidad en la mezcla, como son las fibras de carbono (FC), además de mejora las prestaciones mecánicas del compuesto, éste se transforma en un material conductor, estableciéndose así la posibilidad de realizar funciones distintas de su función estructural, como la posibilidad de funcionar como ánodo de extracción electroquímica de cloruros o la percepción de deformaciones. Dicha capacidad de ser sensibles a su propia deformación, que presentan estos materiales reforzados con materiales conductores, se estudia correlacionando los cambios en su resistividad eléctrica con su estado de deformación. Alternativamente, el empleo de EAA como sensor de deformaciones, apenas ha sido estudiado, y puede generar materiales con mayor sensibilidad de su deformación. En este trabajo pastas de EAA se han reforzado con FC, estudiándose el efecto de la concentración del activador alcalino y la relación de aspecto de la fibra, (se ha utilizado diferentes longitudes para el mismo diámetro), en las propiedades físico-mecánicas de las pastas y en las propiedades que rigen la percepción de deformación y daño de los materiales. La caracterización físico-mecánica ha comprendido el estudio de la resistencia a compresión, flexión, densidad, la velocidad de paso de ultrasonidos y la medida de retracción de las pastas, constatándose que la adición de FC mejoran las resistencias mecánicas de las pastas al tiempo que controlan la retracción de las mismas otorgándoles estabilidad estructural, ya que en condiciones desfavorables con humedades relativas del 50 % los ejemplares no reforzados llegan a romper. Además, en este estudio, se ha constatado que las pastas EAA reforzadas con FC, presentan buenas prestaciones de conductividad eléctrica, que las hace susceptibles de ser utilizadas en aplicaciones funcionales distintas de las estructurales como pueden ser el apantallamiento de interferencia electro-magnética (EMI), la calefacción por resistencia o la estudiada en este trabajo de percepción de deformación y daño. La sensibilidad a la percepción de deformación de estos compuestos reforzados con FC, es muy alta, llegando a elevados valores de factor de galga una vez estudiados ciclos de carga y descarga axial de las muestras, lo que indica un comportamiento muy lineal y reversible en la variación de la resistividad eléctrica del material al ser deformado. Se ha constatado en este trabajo la capacidad de estos materiales para percibir su daño, al variar súbitamente la resistividad del mismo, al producirse daño en la matriz, incluso antes de evidenciarse físicamente.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:ua.es/oai:rua.ua.es:10045/72651 |
| Date | 28 September 2017 |
| Creators | Vilaplana Abad, Josep Lluís |
| Contributors | Garcés, Pedro, Baeza, F. Javier, Universidad de Alicante. Departamento de Ingeniería Civil |
| Publisher | Universidad de Alicante |
| Source Sets | Universidad de Alicante |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Rights | Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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