Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales

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Browsing Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales by browse.metadata.evaluator "Cruz Hernández, Ricardo Alfredo"

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    Desarrollo de un concreto convencional con adición de productos de fique para el empleo de estructuras en ambiente agresivo
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Herrera Ortiz, Julián Orlando; Cruz Hernández, Ricardo Alfredo; Zapata Orduz, Luis Eduardo; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Rincón Ortiz, Mauricio; Benjumea Royero, José Miguel; Ochoa Botero, Juan Carlos; de Andrade Silva, Flávio; Cruz Hernández, Ricardo Alfredo; Zapata Orduz, Luis Eduardo
    Actualmente, las fibras naturales son un recurso objeto de múltiples investigaciones enfocadas hacia la industria de los materiales compuestos. En esta investigación se usó fibra y jugo de fique de la variedad Furcraea Cabuya Trel provenientes de Curití-Santander (Colombia) y se estudió la influencia de estas adiciones sobre las propiedades de un concreto con relación agua-material cementante (a/c=0,5). La fibra de fique tiene adecuada resistencia mecánica, presencia de cera, grasas y componentes lignocelulósicos en su superficie; por su parte, el jugo de fique es un subproducto de la extracción de fibra de la planta y de carácter ácido con alto poder espumante. La caracterización de la fibra y el jugo de fique fue resultado del proceso de investigación, que tuvo como objetivo el desarrollo de un concreto convencional con adición de productos de fique para su uso en estructuras en ambiente agresivo. De acuerdo con la revisión bibliográfica, este estudio es el primero que combina la fibra y el jugo de fique como adiciones en el concreto. Para el desarrollo de esta investigación fueron fabricadas 21 mezclas de concreto y evaluadas en estado fresco y endurecido mediante distintos ensayos mecánicos, físicos y químicos; los concretos con los resultados más promisorios fueron sometidos a penetración de dióxido de carbono en una cámara de carbonatación acelerada. Debido a la naturaleza hidrofílica de la fibra de fique fue necesario tratarla con hidróxido de sodio a fin de modificar su condición superficial. A pesar de la esencia disímil de los elementos en estudio, los resultados obtenidos en esta investigación mostraron que la adición de fibra produjo reducción de la resistencia a la compresión y un aumento hasta del 34% en el módulo de rotura a flexión, asimismo, el jugo de fique, como aditivo, disminuyó la porosidad interconectada y la penetración de dióxido de carbono.
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    Respuesta a compresión del concreto simple reforzado externamente con mallas de fibra de fique
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-05-23) Laverde Sarmiento, Valeria; Benjumea Royero, José Miguel; Rincón Ortiz, Mauricio; Tristancho Reyes, José Luis; Cruz Hernández, Ricardo Alfredo
    La creciente necesidad de implementar materiales con menores efectos ambientales en el ámbito de la construcción ha impulsado el estudio de fibras vegetales como material de refuerzo en diversos compuestos de matriz cementosa, dando provecho a su alta disponibilidad, bajo costo, emisiones neutras de CO2, peso ligero y desempeño mecánico. Entre los compuestos y enfoques en los cuales se ha venido estudiando la alternativa de utilizar fibras vegetales, se encuentra el reforzamiento externo de columnas de concreto, que actualmente son reforzados mediante mallas sintéticas. Considerando lo anterior, en esta investigación se estudiaron mallas de fibras de fique con diferente entramado (doble y sencillo) y tratamiento (alcalinización y hornificación), evaluando el efecto de los tratamientos sobre la superficie, grupos funcionales y respuesta mecánica de las mallas mediante técnicas de FTIR, SEM y ensayos de tracción. Posteriormente, las mallas tratadas y no tratadas se dispusieron como refuerzo externo de cilindros de concreto para determinar su efecto sobre las propiedades mecánicas a compresión y modo de falla de los cilindros. Los resultados permitieron concluir que los tratamientos afectaron él área transversal de las fibras, grupos funcionales y las propiedades a tracción de las mallas, mostrando una mejora en mayor medida en la resistencia y rigidez de las mallas dobles y alcalinizadas (M2A) en comparación con las otras mallas. Esta mejor respuesta a tracción se reflejó en un mejor efecto de confinamiento de las mallas sobre los cilindros de concreto, por lo cual, los cilindros C-M2A presentaron un mejor desempeño a compresión con un modo de falla más progresivo y un índice de ductilidad tres veces mayor que el del cilindro de concreto sin refuerzo.