Determinación del efecto de la adición de minerales tipo silicato y fibra de vidrio en la resistencia al fuego de láminas de fibrocemento

Abstract

La empresa Plycem produce láminas y productos de fibrocemento los cuales se utilizan en soluciones constructivas con fines diversos como residencial, comercial e industrial. A pesar de la no combustibilidad del fibrocemento, la resistencia de este al fuego puede incrementarse apreciablemente y es por esto que se han abierto líneas de investigación para la mejoría de esta característica del producto. Como parte de las soluciones planteadas al problema, se consideró la utilización de minerales con carácter refractario que pudieran añadirse a la formulación, e incrementaran la resistencia a la exposición a una llama directa. En combinación con estos aditivos se planteó la opción de añadir también fibra de vidrio como refuerzo a la fibra celulósica que normalmente compone al fibrocemento. Para este proyecto se definió entonces la adición de dos minerales tipo silicatos, uno en su forma cruda y otro en su forma expandida, y fibra de vidrio a la formulación normal de los productos Plycem, para determinar el efecto de cada uno de estos en la resistencia al fuego de las láminas. Se prepararon 4 formulaciones con aditivos y la formulación normal como testigo, estas se caracterizaron en términos de resistencia a la flexión, densidad, porosidad aparente y peso específico. Posteriormente, se sometieron a la prueba de resistencia al fuego según norma ASTM E119, manteniendo una inspección visual durante y después de la exposición a la llama. Adicionalmente, se calculó y se analizó el costo de producción de cada tipo de probeta. De las formulaciones probadas, la que contenía 5% de mineral expandido fue la que presentó uno de los mejores rendimientos en la prueba de resistencia al fuego, al alcanzar una diferencia de alrededor de 200 ºC con respecto a la formulación normal al comparar las temperaturas máximas alcanzadas por ambas. Adicionalmente, el cambio en la densidad de esta formulación genera una disminución en el costo de producción, resultando en un ahorro del 2% con respecto al producto que actualmente comercializa Plycem, en contraste con los demás aditivos probados, los cuales aumentan el costo de producción.The Plycem company produces fiber cement sheets and products which are used in construction solutions for various purposes such as residential, commercial and industrial. Despite the non-combustibility of fiber cement, its resistance to fire can be increased appreciably and that is why lines of research have been opened to improve this characteristic of the product. As part of the solutions proposed to the problem, the use of refractory minerals that could be added to the formulation was considered, and would increase the resistance to exposure to a direct flame. In combination with these additives, the option of also adding fiberglass as reinforcement to the cellulosic fiber that normally makes up fiber cement was raised. For this project, the addition of two silicate-type minerals was defined, one in its raw form and the other in its expanded form, and fiberglass to the normal formulation of Plycem products, to determine the effect of each of these on the fire resistance of the sheets. 4 formulations with additives and the normal formulation as a control were prepared, these were characterized in terms of flexural strength, density, apparent porosity and specific weight. Subsequently, they were subjected to the fire resistance test according to the ASTM E119 standard, maintaining a visual inspection during and after exposure to the flame. Additionally, the production cost of each type of test tube was calculated and analyzed. Of the formulations tested, the one containing 5% expanded mineral was the one that presented one of the best performances in the fire resistance test, reaching a difference of around 200 ºC with respect to the normal formulation when comparing the maximum temperatures. achieved by both. Additionally, the change in the density of this formulation generates a decrease in the cost of production, resulting in a saving of 2% with respect to the product currently marketed by Plycem, in contrast to the other additives tested, which increase the cost of production. .