Effect of hybrid fibers, calcium carbonate whisker and coarse sand on mechanical properties of cement-based composites

• Autores: M. Cao, L. Li, M. Khan
• Localización: Materiales de construcción, ISSN 0465-2746, Vol. 68, Nº. 330, 2018
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de fibras híbridas, filamentos de carbonato cálcico y arena gruesa en las propiedades mecánicas de cementos compuestos
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• Resumen
  • español

    En la actualidad se están desarrollando nuevos cementos compuestos reforzados con fibras híbridas (HyFRCC, por sus siglas en inglés). Estos nuevos cementos HyFRCC pueden impedir la microfisuración y aumentar la resistencia a compresión y flexotracción de las vigas, mediante la incorporación de filamentos de carbonato cálcico (CaCO3), fibras de alcohol polivinílico (PVA) y fibras de acero. En este trabajo se plantea un procedimiento para optimizar la proporción de fibras (de acero y de PVA) y filamentos (de CaCO3) en un nuevo HyFRCC. Se investiga la influencia de la arena gruesa en sus propiedades mecánicas, además de la resistencia a flexotracción de vigas y forjados a fin de adecuar la granulometría de la arena y la combinación de fibras en el nuevo material. Un buen ajuste entre el contenido y la granulometría de la arena y la proporción de las fibras y de los filamentos de CaCO3 permite: incrementar la resistencia tanto a compresión como a flexotracción, la tenacidad a flexotracción y la resistencia a flexotracción equivalente; perfeccionar el comportamiento a flexión; y reducir la flecha de vigas y forjados endurecidos. La mezcla que mejores resultados arroja en conjunto contiene 1,5 % de fibras de acero, 0,4 % de fibras de PVA, 1 % de filamentos de CaCO3 y arena gruesa optimizada.

  • English

    Nowadays researchers are developing a new hybrid fiber reinforced cement-based composites (HyFRCC). The new HyFRCC can restrain micro-cracking, improves compressive and flexural performance of beams by addition of calcium carbonate (CaCO3) whisker, polyvinyl alcohol (PVA) fiber and steel fiber. In this work, a mix optimization procedure is shown for multi-scale HyFRCC, with steel, PVA fiber and CaCO3 whisker. The new HyFRCC is explored with addition of coarse sand to further improve its mechanical properties. Additionally, the flexural performance of beam and slabs has been investigated to optimize sand gradation and fiber combination in new HyFRCC. The compressive strength, flexural strength, flexural behavior, flexural toughness, equivalent flexural strength and deflection-hardening behavior of beams and slabs are improved with optimized content of sand gradation, fibers and CaCO3 whisker. The HyFRCC slab with 1.5% steel fiber, 0.4% PVA fiber, 1% CaCO3 whisker and optimized coarse sand showed overall best properties.