Celulosa Nanofibrilada y Pulpa Celulósica Usada Como Refuerzo en Materiales

Sinopsis

El presente trabajo tiene por objetivo estudiar la influencia de la pulpa celulósica y de la celulosa nanofibrilada como refuerzo en "composites" —esto es, compuestos formados a partir de dos o más materiales diferentes— con matriz de cemento producidos mediante las técnicas de extrusión y succión. Los composites se producen utilizando refuerzos de celulosa nanofibrilada, pulpa celulósica y celulosa nanofibrilada más pulpa celulósica (híbrido). Además, se someten a curado térmico, a carbonatación acelerada, a ciclos de envejecimiento acelerado y a carbonatación junto con ciclos de envejecimiento acelerado.
Al evaluar las propiedades físicas, mecánicas y microestructurales, se observa que los composites con pulpa celulósica muestran un mejor comportamiento mecánico en comparación con los composites con refuerzo híbrido. Sin embargo, el uso de un refuerzo híbrido, dada la combinación entre el anclaje mecánico de la celulosa nanofibrilada con la matriz y la mayor longitud de las fibras de la pulpa, es una solución que permite la producción de materiales cementantes reforzados en las escalas nano y micrométricas con alta resistencia mecánica y tenacidad. El proceso de carbonatación acelerada contribuye a formar puentes de transferencia de tensiones en el estado fisurado de la matriz debido al relleno de los poros con CaCO3. Consecuentemente, se produce una disminución de la absorción de agua y la porosidad, con lo que se garantiza una buena adherencia entre la fibra y la matriz de los composites híbridos.
Los compuestos reforzados con pulpa celulósica sometidos a ciclos de envejecimiento acelerado muestran además un aumento de las propiedades mecánicas debido a los productos de hidratación de cemento al rellenar los poros y densificar la estructura. En cuanto a sus características intrínsecas y dada su abundancia mundial en tanto que recurso renovable, se ha demostrado que la celulosa nanofibrilada es prometedora para usarse como refuerzo de los composites híbridos a base de cemento.