Estudio de compuestos cementíceos reforzados con fibras vegetales: Evaluación previa del comportamiento de un panel de cemento blanco con adición de meta-caolín reforzado con un textil no-tejido de fibras largas de lino y cáñamo

Hoy en día todos los materiales de construcción están en continua investigación, en busca de mejorar sus prestaciones. Sin duda el cemento y los materiales de construcción generados a partir de él, han estado en continua evolución. Una de ellas se dio hace pocas décadas, cuando en un afán por sustituir las fibras dañinas de asbesto en los fibrocementos se empezó la búsqueda de nuevas alternativas. Es así como se da la inserción de las fibras de acero, fibras de vidrio resistentes a los álcalis, fibras de PVA, fibras de carbono, etc. Demostrando que mejoraban el rendimiento del material en cuanto a ductilidad, resistencia a flexión, resistencia a tracción, dureza, resistencia al impacto y capacidad de absorción de energía. Sin embargo, hoy en día existen nuevos criterios a ser considerados, tales como: sostenibilidad, disponibilidad en el medio, reciclabilidad, bajo consumo de energía y poca emisión de CO2 en los procesos de producción, entre otros. Todos ellos enfocados a obtener productos de bajo impacto y amigables con el medio ambiente. En respuesta a ello las fibras vegetales son económicas, abundantes (en la mayoría del planeta) y provienen de fuentes renovables, constituyendo una muy buena opción para reforzar compuestos cementíceos. Pese a muchas investigaciones realizadas, las fibras vegetales aún no se logran incorporar plenamente en los fibrocementos disponibles en el mercado, debido a su poca durabilidad en el compuesto. Las fibras al estar en un medio alcalino como el cemento se deterioran y pierden su capacidad de refuerzo, llegando en algunos casos a anularse por completo. Existen dos maneras actuar para mejorar la durabilidad de los compuestos: en su matriz y/o en su refuerzo (fibras vegetales). En este Trabajo de Fin de Máster, se plantea la elaboración de paneles para fachada, realizados con cemento portland blanco y reforzados con un textil no-tejido de fibras de lino y cáñamo, que permita incorporar el mayor volumen de fibras largas sin que estas se enreden. Se pretende mejorar la durabilidad del compuesto a través de: reducir la alcalinidad de la matriz con el uso de una adición puzolánica, como el metacaolín; y mejorar el refuerzo mediante un tratamiento previo de “lavado y cornificación”, para optimar la adherencia fibra-matriz. Con este esquema, se elaboran 6 paneles blancos y 1 panel amarillo, los cuales son sometidos a ensayos de durabilidad y caracterización, basado en la normativa vigente (UNE EN 12467:2013). Today the materials of construction are in continuous research, seeking to improve their performance. Certainly the cement and building materials generated from it, have been in continuous evolution. One of them occurred a few decades ago, when in an effort to replace harmful asbestos fibers in the fiber-cements started seeking new alternatives. This is one of the reason that the insertion of steel fibers, glass fibers resistant to alkali, PVA fibers, carbon fibers, etc. have been taking place. It was proved that these types of materials have enhance the performance in terms of ductility, flexural strength, tensile strength, toughness, impact resistance and energy absorption capacity. However, nowadays there is a new criteria to be considered, such as sustainability, availability in the environment, recyclability, low power consumption and low CO2 emissions in the processes of production, among others. All of them focused on obtaining products with low impact and eco-friendly. In response vegetable fibers are inexpensive, abundant (in the major part of the planet) and come from renewable sources, constituting a very good option to reinforcement the cement composites. In spite of many investigations, the vegetal fibers still have not been completely incorporated into the fiber-cements in the market, for its lack of durability. Due to the alkalinity of the matrix, the fibers lose their reinforcement ability and in some cases they lose all their capacity. There are two ways to improve the durability of the composites: in the matrix and/or in their reinforcement (vegetal fibers). In this Final Master’s Project, this research is based of the development of façade panels, made with white portland cement and reinforcement with a non-woven of flax and hemp, so these give us the hability of include major volume of long fibers without tangling. Aims to improve the durability of the composite by: reducing alkalinity of the matrix with the addition of a pozzolanic, as the metakaolin; and improve the reinforcement by a pretreatment of “washing and hornification”, to optimize the fiber-matrix adhesion. In this Project were manufactured 6 white panels and 1 yellow panel, which are subjected to durability testing and characterization, based on current regulations (UNE EN 12467:2013).