Theoretical and experimental analysis of multifunctional high performance cement mortar matrices reinforced with varying lengths of carbon fibers

• Autores: R. A. Khushnood, S. Muhammad, S. Ahmad, J. M. Tulliani, M. U. Qamar, Q. Ullah, S. Ali Khan, A. Maqsom
• Localización: Materiales de construcción, ISSN 0465-2746, Vol. 68, Nº. 332, 2018
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis teórico y experimental de matrices multifuncionales de mortero de cemento de alta resistencia reforzadas con fibras de carbono de distintas longitudes.
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    Se describe un sistema eficaz para la elaboración de morteros de cemento compuestos de alta resistencia, multifuncionales y reforzados con fibras de carbono de 6 mm y de 12 mm de longitud. Con este trabajo pormenorizado se pretende determinar, en morteros reforzados con fibras de carbono y con relaciones a/c de 0,45 y 0,50: i) la resistencia a la rotura bajo distintas cargas en las fases de iniciación y propagación de fisuras; ii) el mecanismo responsable del agrietamiento; y iii) la estabilidad volumétrica. Los resultados experimentales demuestran que la incorporación de una proporción óptima de fibras de carbono conlleva una mejora considerable de la resistencia a la rotura, además de una importante reducción tanto de la resistividad eléctrica como de la retracción plástica total. El análisis por microscopía electrónica de barrido de emisión de campo de las probetas criofracturadas puso de manifiesto la capacidad de las fibras de carbono, homogéneamente distribuidas, de detener el agrietamiento mediante el puenteado de las fisuras y el proceso de la ramificación.

  • English

    An effective scheme to formulate high performance and multifunctional cement based mortar composites reinforced with varying lengths of carbon fibers has been devised. The detailed investigations pertaining to the fracture response of composites in cracks initiation and progression phases, their conducting mechanism and volumetric stability were performed with varying loads of 6mm and 12mm long carbon fibers at two different w/c ratios i.e. 0.45 and 0.50. The experiments concluded that an optimum addition of carbon fibers results in substantial improvement of fracture properties alongside significant reduction in electrical resistivity and total plastic shrinkage. The field emission scanning electron microscopy of the cryofractured specimen revealed crack arresting actions of uniformly distributed carbon fibers through successful crack bridging and branching phenomenon.