Luis Miguel Sánchez Cerro


 

"Mejora del producto y proceso de producción de fibrocemento"

 

Resumen abreviado:

        El objetivo general de la tesis es mejorar las propiedades mecánicas de las placas y láminas de fibrocemento e introducir las mejoras necesarias para ello en el proceso productivo.

        Se pretende modificar químicamente la superficie de las fibras de celulosa para favorecer la interacción entre la fibra y la matriz y aumentar, entre otras propiedades, la resistencia a la flexión del producto final.

        La modificación química de las fibras hará necesaria la introducción de nuevas etapas en el proceso productivo. Del mismo modo, la utilización de determinados agentes químicos conllevará la necesidad de una modificación del proceso de floculación.

 

Resumen extendido:

        El amianto se ha prohibido en la mayoría de los países desarrollados debido a los problemas de salud derivados de su utilización. Como consecuencia, se han investigado nuevos recursos de fibras para permitir seguir fabricando productos construidos con fibrocemento. La alternativa más empleada para seguir utilizando el proceso Hatschek ha sido la celulosa, debido a su menor precio y las relativas buenas propiedades que permite. Sin embargo, la utilización de fibras de celulosa industrialmente ha introducido nuevos problemas tanto en las propiedades finales como en la fabricación de este tipo de productos.

        En primer lugar, la utilización de celulosa como fibra de refuerzo provoca problemas en la retención del cemento y la sílice en el cilindro formador de la máquina Hatschek. La utilización de fibras de amianto permitía la formación de una red sobre la que se depositaban el resto de materias primas de menor tamaño. Sin embargo, esto no ocurre de forma natural con las fibras de celulosa. Por tanto, es imprescindible la utilización industrial de floculantes de forma adecuada. En trabajos previos se ha desarrollado una metodología para la optimación de la floculación en la fabricación de fibrocemento sin amianto que permite conocer el tipo y dosis óptima de floculante a emplear en función de las características de la suspensión (San Pío, 2003). En la presente tesis se pretende profundizar en el conocimiento científico del proceso de floculación. Se pretende, como primer objetivo, estudiar el mecanismo y cinética del mismo, así como sus principales variables y su influencia en las propiedades finales de los productos. Se ha apreciado industrialmente que problemas en el control de la dosificación de floculante produce perdidas de resistencia en el producto final. La naturaleza orgánica de los productos utilizados hace pensar en una posible inhibición del fraguado del cemento. En consecuencia, es necesario estudiar cual es el efecto sobre la resistencia a la flexión de la utilización de floculantes en su sentido más amplio, estudiando la influencia de las principales variables de los floculantes industriales empleados, con el objetivo de mejorar la procesabilidad de los productos de fibrocemento con celulosa utilizando el proceso Hatschek.

        El otro gran problema introducido con la utilización de celulosa en la producción de placas y láminas de fibrocemento es la mayor sensibilidad a la humedad de las fibras. La menor resistencia al agua de las mismas hace que el producto final presente una menor permeabilidad, una menor resistencia a los ciclos de hielo-deshielo y una menor estabilidad dimensional con respecto al producto fabricado con fibras de amianto. Además, la inclusión de fibras de celulosa produce grandes diferencias en los valores de resistencia a la flexión y ductilidad en función del contenido de humedad con el cual se ensayan los productos, como consecuencia de la variación en el mecanismo de fractura.

       Un segundo objetivo de la realización de esta tesis, es estudiar distintas posibilidades de mejorar las propiedades del producto final mediante el tratamiento de las fibras de celulosa. Se modificará químicamente la superficie de las fibras de celulosa buscando diferentes efectos. Una de las alternativas objeto de estudio será el efecto del aumento de la hidrofobicidad de las fibras. La utilización de agentes de encolado para disminuir los efectos perjudiciales del agua en la celulosa puede ser una alternativa para mejorar las propiedades mecánicas y la durabilidad de los productos. Además, la utilización de fibras encoladas podría limitar la disolución de extractivos potencialmente inhibidores del fraguado del cemento. En este trabajo experimental se pretende estudiar el efecto sobre las propiedades de las placas y láminas de fibrocemento del encolado de fibras utilizando algunos de los tipos de productos más utilizados en la industria del papel. Sin embargo, la utilización de nuevos productos químicos en la fabricación, y especialmente la utilización de agentes de encolado puede provocar una modificación en el tamaño y comportamiento de los flóculos formados. En la industria del papel existen diversos trabajos que reconocen la interacción entre agentes de encolado y el proceso de formación de la hoja. Por consiguiente, no sólo es necesario estudiar la influencia de estos productos en las propiedades finales, sino además su influencia en el proceso de formación de las placas y láminas de fibrocemento.

 


Figura 1.- Efecto en la resistencia a la flexión y en la densidad de la adición de distintas dosificaciones de una poliacrilamida aniónica en la composición del producto de fibrocemento.

 

 

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