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XI SEMINARIO DE INVESTIGACIÓN
27 y 28 de Noviembre de 2008
Mérida, Yucatán, México.
DESARROLLO DE MATERIAL SEMICONDUCTOR A BASE DE CEMENTO
PORTLAND Y FIBRA DE CARBÓN
Carlos E. Vinajera Reyna 1 , Pedro J. Herrera Franco 2
1 Profesor de tiempo completo, Facultad de Ingeniería, UADY.
2 Director Académico del Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. (CICY).
RESUMEN
Las tendencias en la investigación de Materiales multifuncionales ha motivado la
conversión de materiales convencionales, en materiales con funciones adicionales.
En la Industria de la construcción, el cemento Pórtland ha sido usado durante más de
un siglo; nuevas tecnologías y materiales han emergido para mejorar su
comportamiento mecánico y su durabilidad. Concretos especializados se han logrado
añadiendo fibras en el concreto, Balaguru y Shah (1992) reportaron el uso de fibras
en concreto en los años sesentas, al principio fibras de acero fueron usadas; las
fibras poliméricas comenzaron a utilizarse en 1965, principalmente para el control del
agrietamiento del concreto fresco; fibras de polipropileno, nylon, poliéster, polietileno
y celulosa fueron utilizadas.
El MIL 17 (2002) sobre la fibra de carbón señala que fue producida por Thomas Alva
Edison para filamentos del foco eléctrico en 1879; en 1960 se desarrollaron las
primeras fibras de carbón de alta resistencia y alto módulo para materiales
compuestos estructurales en aplicaciones espaciales y militares. En 1968 se patentó
la fabricación de fibra de carbón a partir del polímero poliacrilonitrilo según Delmonte
(1981). El uso masivo industrial de fibras de carbón en el concreto fue reportado por
Akihama et al (1988) en la construcción del monumento Al-Shaheed en Bagdad, Irak
en 1982 y el edificio ARK Mori en Tokio terminado en 1986; se fabricaron paneles
exteriores y otros elementos. Las ventajas de la fibra de carbón son: alta resistencia
mecánica, buena durabilidad y estabilidad dimensional en el ambiente altamente
alcalino del concreto. El concreto reforzado con fibras de carbón presenta mejores
propiedades mecánicas y durabilidad. La fibra de carbón por su alta conductividad
eléctrica mejora el flujo eléctrico en material cementicio. Esta investigación estudió la
conductividad eléctrica de pasta de cemento Pórtland con fibra de carbón, con el fin
de desarrollar Material multifuncional para ser aplicado en la Industria de la
construcción. En esta investigación se usó fibra de carbón de origen polimérico
(poliacrilonitrilo) de 5 m de diámetro y 5 mm de longitud, sin tratamiento superficial,
con resistencia a tensión de 5150 MPa, módulo intermedio a tensión de 276 GPa y
densidad de 1.78 g/cm 3 . Se usó emulsión polimérica a base de estireno-butadieno,
con proporción 1:1 (emulsión-agua). La pasta de cemento se elaboró con Cemento
Pórtland CPC 30 R y agua potable, con relación agua/cemento de 0.63. El
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