Pasta de cemento conductora de electricidad por adición de fibra de carbono

E.D. Pérez-Díaz
edgarperezd@hotmail.com
Luis Carlos Sandoval Herazo
lcsandovalh@itsm.edu.mx
RESUMEN: Una pasta de concreto con
capacidades conductivas se convierte en un
material multifuncional y sustituiría las
aplicaciones técnicas que se han desarrollado
para resolver problemas de durabilidad y
reparación en las estructuras. La fibra de
carbono (FC) posee características de
conductividad eléctrica (CE) que al adicionarla
en una pasta de cemento Portland (CP)
convencional modifica la CE en la pasta. El
objetivo principal de nuestro trabajo fue
desarrollar una pasta cemento conductora
(PCC) para la protección y reparación de
estructuras de concreto armado, para lo cual
se elaboraron dos tipos de especímenes,
cubos de 50x50x50 mm, para ensayo de
pastas a compresión y especímenes
prismáticos de 40x40x160 mm para
determinar la CE por el método de Wenner.
Se realizaron distintas proporciones variando
el tamaño y porcentajes de FC para identificar
la dosificación que proporciona más CE sin
afectar negativamente la resistencia a la
compresión. El umbral de percolación para
una PCC de electricidad con la adición de FC
se presenta para un porcentaje de 0,9%
respecto
a la fracción volumétrica del
espécimen y en un tamaño de 5 mm de
longitud con una resistencia a compresión de
25MP, este umbral no alteró la resistencia
mecánica de una pasta convencional.
PALABRAS CLAVE: Fibra de carbono,
Durabilidad,
Umbral-percolación,
Material
carbonoso, Resistencia.

INTRODUCCIÓN
La durabilidad del concreto es una propiedad
importante y fundamental, es esencial que la
estructura de concreto sea capaz de soportar
las condiciones para las que ha sido diseñado
durante toda su vida útil. La corta durabilidad
puede ser causada por los agentes externos
derivados del medio ambiente o por agentes
internos en el medio del concreto [1].

Cuando una estructura de concreto armado
(CA) se encuentra en un ambiente agresivo
siendo atacada por agentes externos o se
encuentra en un estado crítico de deterioro,
causando fallas estructurales, es necesario
establecer una adecuada solución
para
neutralizar el ataque y prolongar la vida de la
estructura. El desarrollo de nuevos tipos de
ánodos para la protección y reparación de
estructuras de CA es un tema de gran interés
tecnológico [2]. La protección natural contra la
corrosión del acero de refuerzo en concreto
(capa de pasividad) generalmente se pierde
debido al ingreso de iones cloruro o por la
carbonatación del concreto [3]. La extracción
electroquímica de cloruros
(EEC)
y
realcalinización, son técnicas empleadas en la
reparación de estructuras de concreto debido
a los problemas anteriormente mencionados
[3].
Actualmente se han desarrollado nuevas
técnicas de rehabilitación con el objetivo de
implementar
acciones más eficientes y
económicas. El
método de
extracción
electroquímica de cloruros (EEC)
con
morteros conductores es un ejemplo, se ha
utilizado en la rehabilitación de estructuras
CA, reemplazando la malla de titanio en la
técnica de EEC [4]. Esta técnica se basa en la
utilización del sistema de electrolisis para la
extracción de los cloruros presentes en el
concreto. Los cloruros (Cl-) son iones
cargados negativamente. Mediante el paso de
corriente continua entre la armadura, que
actúa como cátodo (se conecta al polo

densidad 1.81 g/cm .
negativo de la fuente de alimentación), y una
disposición externa, que actúa como ánodo
(se conecta al polo positivo de la fuente de
alimentación), se fuerza a los cloruros a
moverse hacia el exterior a través de la
estructura porosa del hormigón por la acción
del campo eléctrico creado. Así no es
necesario sustituir el hormigón contaminado y,
una vez extraída una cantidad suficiente de
cloruros, se aumenta la durabilidad de la
estructura [5].

A pesar de existir diferentes estudios con el
propósito de mejorar la propiedad conductiva
de una pasta o mortero agregando material
carbonoso, en México se tienen pocos
estudios centrados en las proporciones y
tamaños óptimos de FC como parte de
agregado,
generando un mejor
comportamiento de CE y junto con ello
manteniendo las propiedades de resistencia a
la compresión.

La fibra de carbono posee propiedades de
CE, la adición de este material en una pasta
de CP intensifica de una forma considerable la
CE en la pasta, sin afectar negativamente la
resistencia a la compresión axial con un
óptimo tamaño y dosificación determinada de
FC.

El objetivo de esta investigación es estudiar el
comportamiento mecánico y eléctrico de una
pasta cementante con la adición de material
conductor carbonoso, (que en el desarrollo de
este proyecto investigativo se optara por FC),
mediante la realización de ensayos y pruebas
experimentales estandarizados que
proporcionen resultados e información eficaz y
suficiente para poder caracterizar y analizar
las nuevas propiedades conductivas y
mecánicas de la pasta al incorporar las fibras.
MATERIAL Y MÉTODOS
La metodología está constituida por ensayos
experimentales, siguiendo una planificación
progresiva y ordenada con el fin de obtener
una caracterización veraz. Los ensayos que
aquí se exponen están regido por normativa
internacional ASTM (American Society for
Testing Material). En la siguiente tabla se
exponen los principales materiales utilizados
para la realización de esta investigación.

Tabla 1. Principales materiales utilizados
Equipo o
material
Cemento
Portland

Fibra de
Carbono

Balanza
Especificaciones
(CPC 30R), cemento de rápido
fraguado, obteniendo su f’c a los
14 días de edad.
Tejido cruzado en forma de tela,
de alta resistencia.
Diametro de la fibra 7.2 µm,
Contenido de carbono del 95%,
3
Balanza Digital con Precisión de
0,01g
Molde para
Molde de metal para cubos con
compresión
Molde para
CE
Revolvedora
de mezclas
Cobre

Maquina
universal

GECOR 10
dimensiones de 50x50x50 mm.
Molde de metal para vigas con
dimensiones de 40x40X160 mm
Batidora marca Hobart modelo
N50.
Láminas de 40 mm de largo y
alambres de 40 mm de largo
Equipo para realizar el ensayo a
compresión axial.
Marca CONTROL, modelo
PILOT 4.
Equipo especial para obtener y
evaluar medidas para
determinar la corrosion asi como
resistividad electrica en el
concreto.
investigadores han concluido que la variable
más importante para obtener un concreto de
alta resistencia es la relación agua/cemento
(a/c). los respectivos proporcionamientos de
agregados en la pasta se realizaron con
respecto al peso del cemento y estableció una
relación a/c de 0,5 siguiendo la regla
establecida:
Relación a/c =
= 0,5
Ec.(1)
a) Dosificación de las mezclas
Para determinar las proporciones de agua,
cemento y FC se debe conocer el volumen de
los dos tipos de especímenes, por lo tanto, se

divide en dos partes, para determinar la CE se
requieren especímenes en forma de viga con
las dimensiones antes establecidas (ver tabla
1.); por otra parte, los especímenes que
corresponden a la prueba de la resistencia a
la compresión axial (f’c), donde se establecen
especímenes en forma de cubos con
dimensiones antes mencionadas (tabla 1).
*
Proporción agua y cemento para vigas de
40x40x160 mm:
Volumen total del espécimen (v) = 256 cm
3
Relación agua/cemento a/c= 0,5
Peso del agua (incógnita) =
peso del cemento (incógnita) =
lh2O = peso específico del agua = 1
lc = peso específico del cemento = 3.15
Por lo tanto,
Ec.(2)
Donde,
Ec.(3)
Wc = 313.1650 gr + 10% (desperdicio)

Wc = 313.1650 *1.10

Wc = 344,487 g

Wh2O = 156.5830 gr + 10% (desperdicio)

Wh2O = 156.5830 * 1.10
Wh2O = 172,2435 g
Los datos previamente
calculados,
corresponden a la proporción de agua y
cemento, en una relación 0,5, que se requiere
para hacer el colado de los especímenes en
forma de viga. Los especímenes de control no
llevaran la adición de FC, es decir, que los
especímenes de control serán de pasta
convencional con el fin de comparar los
resultados de CE y resistencia a la
compresión axial con los alterados con FC.

*
Proporción de FC para vigas:
Para una caracterización del comportamiento
eléctrico de las vigas con FC, se debe tener
en cuenta el umbral de percolación, es decir,
estudiar y comparar la CE con diferentes
tamaños y cantidades de FC, así poder
establecer la dosificación optima que mejor
comportamiento conductivo tiene sin afectar la
resistencia mecánica de la pasta.

Se escogen tamaños de 5 mm, 10 mm y 20
mm de longitud, además para cada tamaño de
FC se tienen diferentes cantidades en
porcentaje con respecto a la fracción
volumétrica. Estos porcentajes son 0,5%,
0,6%, 0,7%, 0,8%0,9% y 1%.

Las dosificaciones de cemento (Wc) y agua
(Wh2O) para la pasta con la incorporación de
FC seguirán siendo las mismas que se
calcularon anteriormente, para cada bachada.
La tabla 2 resume las distintas proporciones.

Ejemplo para calcular las cantidades de FC:

Datos de entrada:
V
= 0.5
Entonces sustituyendo Ec (3) en Ec. (2),

V

V

Conociendo todos los datos 0entonces,1)

256 cm3 =

Despejando el peso del cemento,

Wc =
V ( 5 +

? Porcentaje de FC (%FC) = 0,5%
? Volumen de la viga (V) = 256 cm3
? Densidad FC (DF)= 1,81 g/cm3

Incógnita:

? Peso de FC (WFC) = Wc*(%FC)*DF

Entonces,

WFC= 256 g*0,005*1,81

WFC = 2,3168 g

Para los tamaños de FC de 10 mm y 20 mm,
serán las mismas dosificaciones, por lo tanto,
no se muestran y se obvia la demostración de
cálculos.
Se realizaron tres especímenes por cada
mezcla, es decir, tres especímenes para cada
porcentaje de FC, con el objetivo de tener
repetitividad y promediar los resultados de las
pruebas.
* Nomenclatura
*
Proporción agua y cemento de cubos
50x50x50 mm:
El procedimiento para calcular las distintas
proporciones de agua y cemento, tanto para
los especímenes de control como para los que
serán modificados con la adición de FC es
similar al utilizado en las vigas.
Volumen total del espécimen (v) = 125 cm3
Se utilizan las Ec. (2) y Ec. (3)

Wc = 168.201 g1
Wh2O = 84,1005 g2

Tabla 2. Proporción de FC para los distintos
especímenes en forma de viga.
Proporción vigas con FC de 5 mm
1
2
Contiene 10% de desperdicio
Contiene 10% de desperdicio
Especímenes
F0,5-1´
F0,5-1”
F0,5-1´´´
Total
F0,5-2´
F0,5-2”
F0,5-2´´´
Total
F0,5-3´
F0,5-3”
F0,5-3´´´
Total
F0,5-4´
F0,5-4”
F0,5-4´´´
Total
F0,5-5´
% FC
0,5%
0,5%
0,5%

0,6%
0,6%
0,6%

0,7%
0,7%
0,7%

0,8%
0,8%
0,8%

0,9%
W. FC
2,32
2,32
2,32
6,95
2,78
2,78
2,78
8,34
3,24
3,24
3,24
9,73
3,71
3,71
3,71
11,12
4,17
F0,5-5”
F0,5-5´´´
Total
F0,5-6´
0,9%
0,9%

1,0%
4,17
4,17
12,51
4,63
F0,5-6”
F0,5-6´´´
1,0%
1,0%
4,63
4,63
La cantidad de agua y cemento se mantiene
constante para todos los especímenes en
forma de cubo.
*
Proporción de FC para cubos:
Se utilizó las mismas dosificaciones (tamaño y
porcentajes de FC) que las utilizadas en las
vigas, por lo tanto, el procedimiento para
determinar el peso de FC que se adiciona en
cada espécimen es similar al cálculo anterior,
la tabla 3 presentan las distintas
dosificaciones de FC.
*
Nomenclatura:
F 0,5-5-1
% DE 0,5
DE FC
LONGITUD
DE FC
N° DE
ESPÉCIMEN
TAMAÑO
DE FC
F 0,5-1´

% DE
0,5 FC
ORDEN DEL
ESPÉCIMEN

b) Elaboración de las pastas cemento
conductoras
La elaboración de las distintas mezclas y la
realización de los ensayos se llevó a cabo en
el laboratorio de materiales de posgrados de
la Universidad Veracruzana. El mezclado para
la creación de los especímenes de control se
realizó en base a la Norma ASTM C-305-10
[6].
Esta misma norma se utilizó para elaborar la
pasta con la adicion de FC, resaltando los
siguientes pasos, estandarizados por los
autores, antes del mezclado con CP:
? La dosificación de FC se debe verter en el
agua y esperar 30 segundo a que absorba
cierta cantidad de agua.
? Al terminar los 30 segundos, con la
mezcladora industrial se bate por 60
segundos.
? Se procede en lo establecido en la norma
ASTM C-305-10.

c) Colado y creación de especímenes

Para crear los especímenes, se verte la
mezcla a una altura máxima de 30 a 55 mm
en los moldes. Primero se añade una capa de
pasta hasta la mitad de la altura del molde con
el objetivo de migrar las burbujas de aire
compactando esta capa. La compactación
consiste en 80 golpes por capa sobre toda la
mezcla, se realizó con un pisón de caucho
como se aconseja en las normas.

Tabla 3. Proporción de FC para los distintos
especímenes en forma de cubos

Proporción cubos FC de 0,5 mm
Especímenes
F0,5-10-1
F0,5-10-2
% FC
1,0%
1,0%
W. FC
2,26
2,26
F0,5-10-3
1,0%
2,26
1,0%
1,0%
F0,5-10-4 1,0% 2,26
Proporción cubos FC de 0,5 mm
Especímenes
F0,5-5-1
F0,5-5-2
F0,5-5-3
F0,5-5-4
F0,5-5-5
F0,5-5-6
Total
F0,5-6-1
F0,5-6-2
F0,5-6-3
F0,5-6-4
F0,5-6-5
F0,5-6-6
Total
F0,5-7-1
F0,5-7-2
F0,5-7-3
F0,5-7-4
F0,5-7-5
F0,5-7-6
Total
F0,5-8-1
F0,5-8-2
F0,5-8-3
F0,5-8-4
F0,5-8-5
F0,5-8-6
Total
F0,5-9-1
F0,5-9-2
F0,5-9-3
F0,5-9-4
F0,5-9-5
F0,5-9-6
% FC
0,5%
0,5%
0,5%
0,5%
0,5%
0,5%

0,6%
0,6%
0,6%
0,6%
0,6%
0,6%

0,7%
0,7%
0,7%
0,7%
0,7%
0,7%

0,8%
0,8%
0,8%
0,8%
0,8%
0,8%

0,9%
0,9%
0,9%
0,9%
0,9%
0,9%
W. FC
1,131
1,131
1,131
1,131
1,131
1,131
6,789
1,36
1,36
1,36
1,36
1,36
1,36
8,15
1,59
1,59
1,59
1,59
1,59
1,59
9,50
1,81
1,81
1,81
1,81
1,81
1,81
10,86
2,04
2,04
2,04
2,04
2,04
2,04
Total
F0,5-10-5
F0,5-10-6
12,22
2,26
2,26

Total
13,58
Terminado el proceso anterior, se procede a
la segunda capa de pasta seguido de la
compactación correspondiente de la misma
forma que la primera.

El diseño de los especímenes para la prueba
de resistencia mecánica a la compresión axial
se realizó en base a la Norma Mexicana
vigente ASTM C-109-99 [10], que indica el
procedimiento la elaboración de especímenes
para morteros.

El diseño de las vigas (ver figura 1) consiste
en la incrustación de cuatro puntas
conductoras de corriente (cátodos), para esta
investigación cobre, ubicadas en la cara
superior de la viga, separados a distancias
determinadas a lo largo de la longitud de la
viga. El método para determinar la CE en
especímenes exige que sean dos láminas de
igual dimensión localizadas cada una a 20
mm de cada extremo y dos alambres
ubicados cada uno a 40 mm de las láminas
hacia el interior de la viga.
Figura 1. Diseño de viga 40x40x160 mm para ensayar
por el método de Wenner
y
curado
de
d) Desencofrado
especímenes
Este rubro está regido por la norma ASTM-C-
511 [8]. Se desmolda la cimbra metálica luego
de 24 hrs de haber colado los especímenes
con el fin de someterlos a curado (figura 2.).
Figura 2. Curado de especímenes

El método de curado que se utilizó, consiste
en una solución de óxido de calcio con 25%
de concentración por cada 1000 lt de agua.

e) Conductividad eléctrica

Para calcular la CE en las pastas, se utilizó el
GECOR 10 (figura 3.), es un dispositivo
electrónico de alta precisión, capaz de medir
el voltaje y la intensidad de un material por el
método de Wenner o de las cuatro puntas [9].
Figura 3. GECOR 10.
*
Cálculos:
Con el voltaje y la intensidad en las lecturas
tomadas con el GECOR 10 se determina la
resistencia.

Ec. (4)

Donde,
? R= resistencia del espécimen
? Voltaje= lectura tomada del dispositivo en
la medición en voltios
? Intensidad= lectura tomada del dispositivo
en la medición en amperes

Se determina la resistividad del espécimen
con el dato anteriormente calculado.

Ec. (5)
Donde,
? = resistividad
A = área transversal del espécimen
L= longitud entre los alambres

Ahora se determina la conductividad con el
inverso de la resistividad

Ec. (6)

Donde,
C = conductividad en simens/mm
? = resistividad

A una edad de 4 días en las vigas, se toman
lecturas con el GECOR 10 en estado húmedo
(recién sacados del proceso de curado),
posteriormente capturada las lecturas, se
someten a secado a 60°c por un tiempo de 24
hrs. Nuevamente se toman nuevas lecturas
con el GECOR 10, ahora en un estado seco.
La CE será el promedio de tres especímenes
de la misma dosificación para cada estado.

f) Resistencia a la compresión axial

para esta prueba experimental se realizaron
por cada dosificación especificada un numero
de seis especímenes, lo que permitió ensayar
a compresión axial a los 7 días y a los 14 días
de edad cada bachada. El cemento utilizado
(CPC 30R) permite una pasta de cemento de
resistencia rápida, adquiriendo la resistencia
final a los 14 días de edad.
el valor de f’c se obtiene del promedio de tres
especímenes ensayados con la misma
dosificación y en las mismas condiciones [7].
RESULTADOS
Las siguientes
graficas
representan
los
resultados de CE de los especímenes en sus
diferentes dosificaciones par aun estado
húmedo.

El umbral de percolación definido
anteriormente, se resume en el nivel de
concentración óptimo de un componente, en
este caso el componente en estudio es la FC.

Las siguientes gráficas presentan el
comportamiento de los especímenes
humados con sus diferentes proporciones de
FC, donde se puede admirar las variaciones
de CE para cada porcentaje y tamaño de FC.

Para los especímenes con FC de 20 mm de
longitud (grafica 1), el comportamiento de la
curva es proporcional a la relación porcentaje
FC-conductividad, esto se refiere al aumento
de la CE en el espécimen a medida que se
eleva el porcentaje o la cantidad de FC.

Los puntos críticos de esta curva, es decir, los
valores de CE más bajo y alto, se observan
para la FC de 20 mm con un porcentaje de
0,8% para la mayor conductividad con un
valor de 0,018 s/mm. La menor conductividad
se obtuvo con un valor de 0,007 s/mm que
corresponde al porcentaje de 0,7% de FC.
El
comportamiento que adquieren los
especímenes con tamaños de 10 mm de FC
(grafica 2) tiene una tendencia parabólica
cóncava hacia abajo. Esta tendencia indica
que la curva establece un máximo valor de
conductividad, siendo el punto de inflexión
donde pasa de un lado creciente a un lado
decreciente, por lo tanto, el valor que
corresponde al punto de inflexión es el valor
óptimo de porcentaje de FC. El valor óptimo
de CE está dado por el 0,8% de FC con un
valor de 0,01783 s/mm en CE (especímenes
F2-4). El mínimo valor de CE se obtiene del
porcentaje correspondiente al 0,5%
(Especímenes F2-1).

El comportamiento conductivo de los
especímenes con tamaños de FC de 5 mm de
longitud (grafica 3) tiene una tendencia
creciente del lado izquierdo al punto de
inflexión y decrece la CE al lado derecho de
este punto, por lo tanto, tiene un
comportamiento similar a la curva anterior,
resaltando que el valor óptimo de FC se
obtuvo con un porcentaje de 0,9% de FC con
una conductividad de 0,028 s/mm; el mínimo
valor obtenido en conductividad es 0,002667
s/mm correspondiente a los especímenes con
0,5% de FC.
Ya analizadas cada tendencia de las curvas
de los distintos tamaños de FC se realiza un
análisis conjunto. Los especímenes con
tamaños de 5 mm de FC en un porcentaje de
0,5 % presenta el comportamiento más bajo
de conductividad, esto puede estar
presentándose por dos condiciones, la
percolación existente en estos especímenes
se puede producir de tal forma que las fibras
se aglomeren en grupos, dichos grupos se
encuentran dispersos entre sí a lo largo de la
longitud del especímenes, por lo tanto la CE
puede estar dada en gran medida por el
aporte de la pasta de cemento y parte de la
FC, por consiguiente se presenta más
resistividad a la CE en el compuesto.
La otra condición que se puede estar
presentando es el tamaño de la FC, su
longitud puede ser tan corta que para un
porcentaje de 0,5% no alcancen a estar
perfectamente en contacto entre sí para
provocar un mejor comportamiento eléctrico.

En los tamaños de 5 y 10 mm el porcentaje de
0,5% es el punto más bajo para la CE. Para
las curvas de los tamaños de 10 y 20 mm
aproximadamente coinciden con el mismo
punto máximo de 0,01783 y 0,0175 s/mm
respectivamente con un mismo porcentaje de
FC de 0,8%.

El umbral de percolación en una forma
cualitativa se encuentra conociendo la curva
que mayor CE presenta, De las gráficas se
observa el umbral de percolación optimo en
los especímenes de tamaño de 5 mm de FC
con un porcentaje de 0,9% puesto que es el
que mayor CE proporciona a la pasta. Esto se
produce por la tendencia a un mejor acomodo
de filamentos de carbono en el espécimen
provocando menores espacios de vacío y una
mejor conexión de estas FC provocando una
mayor CE. Para una mejor caracterización de
este tipo se requiere analizar el
comportamiento de los especímenes en un
estado seco, ya que su aplicación en la
ingeniería se presentaría en un estado de
referencia muy similar.

De las gráficas 4, 5 y 6, se observan dos
curvas, la curva de color fuerte representa el
comportamiento conductivo de los
especímenes secos y la curva más tenue los
especímenes húmedos. La tendencia de la
nueva curva debe ser igual ya que se
someten a las mismas condiciones variando
solo su contenido de humedad, induciendo
solo un movimiento ascendente o
descendente en la ordenada, es decir, en el
eje de la conductividad.

La grafica 4 muestra la tendencia descrita
previamente,
con un aumento en la
conductividad con referencia al máximo valor
de los especímenes húmedos. Para un
porcentaje de FC de 0,8% se tienen valores
de húmedos y secos de 0,018 y 0,027 s/mm
respectivamente, por lo tanto, en un estado
totalmente seco la pasta cementante con
adición de FC a partir de una proporción de

0,8% en adelante conduce un valor mayor de
CE que un estado húmedo.

En la gráfica 5, El umbral de percolación se
presenta en la condición de secos y húmedos
con valores de 0,01783 y 0,01933 s/mmm
respectivamente con un porcentaje de FC del
0,8%.

En la gráfica 6, cada curva tiene un
comportamiento parabólico cóncavo hacia
abajo dando como mayor CE el punto de
inflexión de la curva,
misma
tendencia
descrita en la grafica 3.
El umbral de
percolación se presenta en la condición de
secos y húmedos con valores de 0,028 y
0,03333 s/mmm respectivamente con un
porcentaje de FC del 0,9%.
En general la CE en todos los especímenes
en sus distintas proporciones fueron mayores
en los especímenes secos. Como la tendencia
es muy similar a los especímenes húmedos
las proporciones para una CE mayor no
varían, es decir, que sigue siendo el mismo
tamaño de 5 mm de longitud de FC con un
porcentaje de 0,9% el que presenta el umbral
de percolación con un valor en la CE de
0,03333 s/mm.

Identificado el tamaño y porcentaje óptimo de
FC que mayor conduce electricidad se debe
comparar estos valores de CE con los
generados por los especímenes de control,
con el objetivo de poder caracterizar que tanta
conductividad cambia en especímenes sin la
adición de FC y con la adición de este.

Tabla 4. CE especímenes de control
ESPÉCIMEN
Cseco
Chumedo
CONDUCTIVIDAD s/mm
0,0001129
0,000986
Los valores de CE que se muestran en la
tabla 4, resultan del promedio de la CE
tomada en las mismas condiciones que los
especímenes con FC tanto en la condición
húmeda como la seca.
La conductividad en los especímenes de
control húmedos tiene una mayor CE que en
la condición seca. Al comparar estos valores
con la conductividad de la pasta cemento
conductora con la adición de FC se identifica
que la pasta de CP aporta menos
conductividad que con la que aporta con la
adición de FC. El valor de la CE que mayor
aporte tuvo en condiciones secas para
especímenes con FC es de 0,0333 s/mm
mientras que el control es 0,00011129 s/m,
por lo tanto, una pasta de CP al adicionarle
este material carbonoso se convierte en
mayor medida un compuesto más conductor
de electricidad.
La gráfica 7. representa el comportamiento
mecánico que los especímenes cementantes
con adición de FC al ensayarlos a compresión
axial, los valores de f’c se presentan en MPa y
KN.
Obtenido el umbral de percolación óptimo de
FC para la conductividad se analiza su
comportamiento mecánico. El umbral de
percolación se presentó en el tamaño de 5
mm de longitud de FC con un porcentaje
óptimo de 0,9%, por lo tanto en resistencia
mecánico obedece a los especímenes F0,5-9,
para este tipo de dosificación se obtuvo un
valor muy cercano al f’c obtenido en los
especímenes de control (line discontinua
horizontal), el valor de f’c para F0,5-9 es de
25,74 MPa, este valor aunque es un poco más
bajo que el de control se puede inferir que una
pasta con estas dosificaciones produce una
resistencia a la compresión igual al de una
pasta de cemento convencional pero con una
característica extra de CE que se logra con la
adición de FC con un tamaño de 5 mm de
largo y un porcentaje de 0,9% con respecto a
su fracción volumétrica.
De la gráfica presente se evidencia con más
detalle el valor máximo de resistencia
mecánica, el cual corresponde a los
especímenes de
F2-5, es decir a los
especímenes con tamaño de FC de 20 mm de
longitud y un porcentaje de 0,5% de FC.

CONCLUSIONES:
La adición de materiales carbonosos como la
FC incrementan en la pasta su conductividad
eléctrica, sin perder su resistencia a la
compresión, en consecuencia, convierten a
esta pasta en un material multifuncional.
El umbral de percolación para una pasta de
cemento conductora de electricidad con la
adición de fibra de carbono se presenta para
un porcentaje de 0,9% en un tamaño de 5 mm
de longitud.
Este umbral produce
en la pasta un
comportamiento mecánico similar al de una
pasta convencional, generando una variación
por debajo de 0,3 Mpa a los 14 días de edad.
Mientras que la FC con un tamaño de 20 mm
de longitud produce un aumento en la
resistencia mecánica a los 14 días de edad de
hasta 4,1 MPa.
La adición de FC en términos generales
produce que la pasta de CP adquiera
propiedades conductivas sin afectar en gran
medida la resistencia mecánica, convirtiendo
a esta pasta en un material multifuncional.
?M echa

?M oist
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