Estudio experimental de durabilidad de tejidos vegetales en matrices cementicias
Uloženo v:
| Název: | Estudio experimental de durabilidad de tejidos vegetales en matrices cementicias |
|---|---|
| Autoři: | Romero Gómez, Àlex |
| Přispěvatelé: | Mercedes Cedeño, Luis Enrique |
| Informace o vydavateli: | Universitat Politècnica de Catalunya, 2025. |
| Rok vydání: | 2025 |
| Témata: | Fibra vegetal, Construcció sostenible, Plant fibers, Sustainable construction, Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials compostos, FRCM, Àrees temàtiques de la UPC::Edificació::Materials de construcció, Durabilidad, Fibres vegetals |
| Popis: | La búsqueda de alternativas sostenibles en el sector de la construcción ha impulsado el estudio de materiales innovadores que reduzcan el impacto ambiental asociado a las técnicas tradicionales. En este contexto, los materiales compuestos de matriz cementicia reforzada con tejido (FRCM) representan una opción prometedora, especialmente cuando se integran tejidos vegetales como refuerzo estructural. El trabajo se centra en un estudio experimental de la durabilidad de tejidos vegetales, concretamente el Cáñamo y el Sisal, inmersos en matrices cementicias tradicionales y con modificaciones, evaluando su viabilidad como alternativa ecológica frente a refuerzos sintéticos o metálicos. El objetivo principal de este proyecto es analizar cómo factores como la humedad, la temperatura y la alcalinidad del medio afectan a la resistencia y durabilidad de los refuerzos vegetales. Para ello, se han desarrollado probetas combinando diferentes tipos de matrices, la convencional de cemento Portland (CP) y otra más optimizada o ecológica con metacaolín y escoria de alto horno (CKS), el uso de tejidos de fibras vegetales tratados o no con resina epoxi. A estas probetas se le ha aplicado un proceso de envejecimiento acelerado mediante inmersión en baño térmico y posteriormente se han sometido a ensayos de tracción para evaluar su comportamiento mecánico. La principal diferenciación de este trabajo respecto a estudios previos se basa en los ensayos de durabilidad de las matrices, usando el ensayo de envejecimiento de los compuestos como parte del análisis. No solo se ha estudiado la viabilidad inicial de las fibras vegetales como refuerzo, sino que se ha llevado a cabo un proceso experimental controlado para cuantificar cómo sus propiedades mecánicas varían con la degradación. De este modo, se ofrece una perspectiva más completa sobre la durabilidad real de los materiales en condiciones exigentes, conociendo su comportamiento a largo plazo. La cerca d'alternatives sostenibles en el sector de la construcció ha impulsat l'estudi de materials innovadors que redueixin l'impacte ambiental associat a les tècniques tradicionals. En aquest context, els materials composts de matriu cementicia reforçada amb teixit (FRCM) representen una opció prometedora, especialment quan s'integren teixits vegetals com a reforç estructural. El treball se centra en un estudi experimental de la durabilitat de teixits vegetals, concretament el Cànem i el Sisal, immersos en matrius cementicias tradicionals i amb modificacions, avaluant la seva viabilitat com a alternativa ecològica enfront de reforços sintètics o metàl·lics. L'objectiu principal d'aquest projecte és analitzar com factors com la humitat, la temperatura i l'alcalinitat del mitjà afecten la resistència i durabilitat dels reforços vegetals. Per a això, s'han desenvolupat provetes combinant diferents tipus de matrius, la convencional de ciment Portland (CP) i una altra més optimitzada o ecològica amb metacaolín i escòria d'alt forn (CKS), l'ús de teixits de fibres vegetals tractats o no amb resina epoxi. A aquestes provetes se li ha aplicat un procés d'envelliment accelerat mitjançant immersió en bany tèrmic i posteriorment s'han sotmès a assajos de tracció per a avaluar el seu comportament mecànic. La principal diferenciació d'aquest treball respecte a estudis previs es basa en els assajos de durabilitat de les matrius, usant l'assaig d'envelliment dels compostos com a part de l'anàlisi. No sols s'ha estudiat la viabilitat inicial de les fibres vegetals com a reforç, sinó que s'ha dut a terme un procés experimental controlat per a quantificar com les seves propietats mecàniques varien amb la degradació. D'aquesta manera, s'ofereix una perspectiva més completa sobre la durabilitat real dels materials en condicions exigents, coneixent el seu comportament a llarg termini. The search for sustainable alternatives in the construction sector has prompted the study of innovative materials that reduce the environmental impact associated with traditional techniques. In this context, fabric-reinforced cementitious matrix composite materials (FRCM) represent a promising option, especially when plant fabrics are integrated as structural reinforcement. The work focuses on an experimental study of the durability of plant fabrics, specifically Hemp and Sisal, immersed in traditional and modified cementitious matrices, evaluating their viability as an ecological alternative to synthetic or metallic reinforcements. The main objective of this project is to analyze how factors such as humidity, temperature and alkalinity of the environment affect the strength and durability of plant reinforcements. To this end, test specimens have been developed combining different types of matrices, the conventional one of Portland cement (PC) and a more optimized or ecological one with metakaolin and blast furnace slag (CKS), the use of vegetable fiber fabrics treated or not with epoxy resin. These specimens were subjected to an accelerated aging process by immersion in a thermal bath and were subsequently subjected to tensile tests to evaluate their mechanical behavior. The main differentiation of this work with respect to previous studies is based on the durability tests of the matrices, using the aging test of the composites as part of the analysis. Not only has the initial viability of the plant fibers as reinforcement been studied, but a controlled experimental process has been carried out to quantify how their mechanical properties vary with degradation. In this way, a more complete perspective on the actual durability of the materials under demanding conditions is provided, knowing their long-term behavior. |
| Druh dokumentu: | Bachelor thesis |
| Popis souboru: | application/pdf |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Přístupová URL adresa: | https://hdl.handle.net/2117/433192 |
| Rights: | CC BY NC ND |
| Přístupové číslo: | edsair.od......3484..6854fbebecd955765636bbdb680f1bf6 |
| Databáze: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstrakt: | La búsqueda de alternativas sostenibles en el sector de la construcción ha impulsado el estudio de materiales innovadores que reduzcan el impacto ambiental asociado a las técnicas tradicionales. En este contexto, los materiales compuestos de matriz cementicia reforzada con tejido (FRCM) representan una opción prometedora, especialmente cuando se integran tejidos vegetales como refuerzo estructural. El trabajo se centra en un estudio experimental de la durabilidad de tejidos vegetales, concretamente el Cáñamo y el Sisal, inmersos en matrices cementicias tradicionales y con modificaciones, evaluando su viabilidad como alternativa ecológica frente a refuerzos sintéticos o metálicos. El objetivo principal de este proyecto es analizar cómo factores como la humedad, la temperatura y la alcalinidad del medio afectan a la resistencia y durabilidad de los refuerzos vegetales. Para ello, se han desarrollado probetas combinando diferentes tipos de matrices, la convencional de cemento Portland (CP) y otra más optimizada o ecológica con metacaolín y escoria de alto horno (CKS), el uso de tejidos de fibras vegetales tratados o no con resina epoxi. A estas probetas se le ha aplicado un proceso de envejecimiento acelerado mediante inmersión en baño térmico y posteriormente se han sometido a ensayos de tracción para evaluar su comportamiento mecánico. La principal diferenciación de este trabajo respecto a estudios previos se basa en los ensayos de durabilidad de las matrices, usando el ensayo de envejecimiento de los compuestos como parte del análisis. No solo se ha estudiado la viabilidad inicial de las fibras vegetales como refuerzo, sino que se ha llevado a cabo un proceso experimental controlado para cuantificar cómo sus propiedades mecánicas varían con la degradación. De este modo, se ofrece una perspectiva más completa sobre la durabilidad real de los materiales en condiciones exigentes, conociendo su comportamiento a largo plazo.<br />La cerca d'alternatives sostenibles en el sector de la construcció ha impulsat l'estudi de materials innovadors que redueixin l'impacte ambiental associat a les tècniques tradicionals. En aquest context, els materials composts de matriu cementicia reforçada amb teixit (FRCM) representen una opció prometedora, especialment quan s'integren teixits vegetals com a reforç estructural. El treball se centra en un estudi experimental de la durabilitat de teixits vegetals, concretament el Cànem i el Sisal, immersos en matrius cementicias tradicionals i amb modificacions, avaluant la seva viabilitat com a alternativa ecològica enfront de reforços sintètics o metàl·lics. L'objectiu principal d'aquest projecte és analitzar com factors com la humitat, la temperatura i l'alcalinitat del mitjà afecten la resistència i durabilitat dels reforços vegetals. Per a això, s'han desenvolupat provetes combinant diferents tipus de matrius, la convencional de ciment Portland (CP) i una altra més optimitzada o ecològica amb metacaolín i escòria d'alt forn (CKS), l'ús de teixits de fibres vegetals tractats o no amb resina epoxi. A aquestes provetes se li ha aplicat un procés d'envelliment accelerat mitjançant immersió en bany tèrmic i posteriorment s'han sotmès a assajos de tracció per a avaluar el seu comportament mecànic. La principal diferenciació d'aquest treball respecte a estudis previs es basa en els assajos de durabilitat de les matrius, usant l'assaig d'envelliment dels compostos com a part de l'anàlisi. No sols s'ha estudiat la viabilitat inicial de les fibres vegetals com a reforç, sinó que s'ha dut a terme un procés experimental controlat per a quantificar com les seves propietats mecàniques varien amb la degradació. D'aquesta manera, s'ofereix una perspectiva més completa sobre la durabilitat real dels materials en condicions exigents, coneixent el seu comportament a llarg termini.<br />The search for sustainable alternatives in the construction sector has prompted the study of innovative materials that reduce the environmental impact associated with traditional techniques. In this context, fabric-reinforced cementitious matrix composite materials (FRCM) represent a promising option, especially when plant fabrics are integrated as structural reinforcement. The work focuses on an experimental study of the durability of plant fabrics, specifically Hemp and Sisal, immersed in traditional and modified cementitious matrices, evaluating their viability as an ecological alternative to synthetic or metallic reinforcements. The main objective of this project is to analyze how factors such as humidity, temperature and alkalinity of the environment affect the strength and durability of plant reinforcements. To this end, test specimens have been developed combining different types of matrices, the conventional one of Portland cement (PC) and a more optimized or ecological one with metakaolin and blast furnace slag (CKS), the use of vegetable fiber fabrics treated or not with epoxy resin. These specimens were subjected to an accelerated aging process by immersion in a thermal bath and were subsequently subjected to tensile tests to evaluate their mechanical behavior. The main differentiation of this work with respect to previous studies is based on the durability tests of the matrices, using the aging test of the composites as part of the analysis. Not only has the initial viability of the plant fibers as reinforcement been studied, but a controlled experimental process has been carried out to quantify how their mechanical properties vary with degradation. In this way, a more complete perspective on the actual durability of the materials under demanding conditions is provided, knowing their long-term behavior. |
|---|