@misc{10481/105365,
year = {2025},
url = {https://hdl.handle.net/10481/105365},
abstract = {Natural fibers have been commonly utilized by researchers as an alternative to steel fibers
or synthetic fibers in composite materials. The use of plant-based natural fibers and
vegetable waste has garnered global attention due to their affordability, abundance, and
environmental friendliness. Among the analyzed natural fibers are coconut, sisal, jute,
hemp, and curaua; due to their wide availability, especially in tropical countries, these fibers
are cost-effective and possess the significant advantage of being renewable.
Abaca fiber is derived from the pseudostems of Musa textilis and is commonly known as
Manila hemp. In tropical countries like the Philippines, abaca plants are abundantly found,
making the country the largest global exporter, followed by Ecuador, which accounts for
15% of production. Abaca fiber is the first natural fiber to meet the quality requirements for
composites used in vehicle exteriors. Since abaca is produced in Ecuador, this fiber was
employed to determine its influence on the properties of cement composites in both shortterm
and long-term assessments. This research focused on analyzing the addition of abaca
fiber in mortars used for masonry (coating).
The research is divided into three parts:
The first part involved determining the optimal size, dosage, and treatment available for
incorporating abaca fiber into cement mortar. It was established that the mortar to be
analyzed would be the typical mixture used in Ecuador, characterized by a cement-to-sand
ratio of 1:3. In this phase, three types of fiber treatments were applied: a sodium hydroxide
solution at a concentration of 3%, silica fume combined with natural latex, and heat
treatment, utilizing fiber sizes of 20, 25, 30, and 35 mm, and dosages of 0.2%, 0.3%, and
0.4%. Thermogravimetric analysis, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy
(SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), and tensile testing were
performed on the fiber to determine the optimal performance. For the mortar, the sodium
hydroxide treatment enhanced the fiber behavior and was incorporated into the study
mortar, assessing its flexural strength and setting time.
The second part of the investigation focused on determining the short-term and long-term
mechanical behavior through accelerated aging processes of the mortar reinforced with
sodium hydroxide-treated abaca fiber, at a concentration of 3%, with a size of 30 mm and a
dosage of 0.2% by total solids weight. After 28 days, the following properties were analyzed:
dry bulk density, flexural strength, compressive strength, tensile strength, and shrinkage.
The samples underwent two types of accelerated aging through wet/dry cycles, and the
same mechanical properties were assessed, in addition to SEM and FT-IR analyses of the
treated abaca fiber post-aging.
The third part of the investigation entailed the characterization and life cycle assessment of
sodium hydroxide-treated abaca fiber, reusing the treatment solution. This segment was
developed due to the significance of sustainability and the assessment of whether the
treated plant fiber is environmentally friendly. A study was conducted on the effects of
reusing this solution analyzing abaca fibers through SEM, TGA, and tensile testing,
enhancing the inventory database and determining the carbon footprint of the treated abaca fiber in comparison with polypropylene fiber. The results indicate that reusing the treated
water is effective up to the eighth cycle, with a 25% reduction in carbon footprint, thereby
contributing to the assessment of the treatment's effectiveness and its incorporation in
masonry mortars.},
abstract = {Las fibras naturales han sido comúnmente usadas por los investigadores como una
alternativa a las fibras de acero o fibras sintéticas en materiales compuestos. El uso de las
fibras naturales de plantas y desperdicios vegetales ha atraído la atención global debido a
su asequibilidad, abundancia y la amigabilidad con el medio ambiente. Entre las fibras
naturales que han sido analizadas se encuentran las de coco, sisal, yute, cáñamo, curaua;
debido a su amplia disponibilidad, especialmente en los países tropicales, estas fibras tienen
un costo bajo y presentan la gran ventaja de ser renovables.
La fibra de abacá se obtiene del seudo tallo de la musa textiles y se conoce comúnmente
como cáñamo de Manila. En países tropicales como Filipinas, las plantas de abacá se
encuentran en abundancia siendo el mayor exportador mundial, seguido de Ecuador con el
15% de la producción. La fibra de abacá es la primera fibra natural en cumplir con los
requerimientos de calidad para compuestos usados en los exteriores de vehículos. Debido
a que el abacá se produce en Ecuador, se utilizó esta fibra para determinar la influencia que
tendría su adición en las características de aglomerados de cemento a corto y largo plazo.
Esta investigación se enfocó en analizar la adición de la fibra de abacá en morteros usado
para albañilería (revestimiento)
La investigación está dividida en tres partes:
La primera consistió en determinar el tamaño, dosificación y tratamiento óptimo disponible
para incorporar la fibra de abacá en el mortero de cemento. Se determinó que el mortero a
analizar sería el típico trabajado en Ecuador el cual tiene una relación 1:3 cemento: arena.
En esta parte de la investigación se usaron 3 tipos de tratamientos a la fibra: solución de
hidróxido de sodio en una concentración del 3%, humo de sílice + látex natural y
hornificación, tamaños de fibra de 20-25-30 y 35mm y dosificación de 0.2-0.3 y 0.4%.
Ensayos de Termogravimetría, X-RD, SEM, FT-IR y tensión fueron realizados a la fibra para
determinar el mejor comportamiento. En cuanto al mortero, el tratamiento de hidróxido de
sodio mejoró el comportamiento de la fibra y fue adicionado al mortero de estudio,
analizando su flexotracción y tiempo de fraguado.
La segunda parte de la investigación consistió en determinar el comportamiento mecánico
a corto y largo plazo mediante procesos acelerados de envejecimiento de ese mortero
reforzado con fibra de abacá tratada con hidróxido de sodio en una concentración del 3%,
en un tamaño de 30mm y una dosificación del 0.2% del peso total de sólidos. A 28 días se
analizó: dry bulk density, flexión, compresión, tracción y shrinkage. Se sometieron las
muestras a dos tipos de envejecimiento acelerados por procesos de Wet/Dry a las mismas
propiedades mecánicas y adicional se hicieron ensayos a la fibra de abacá tratada y luego
de someterse a los procesos de envejecimiento de SEM y FT-IR.
La tercera parte de la investigación consistió en la caracterización y evaluación del ciclo de
vida de la fibra de abacá tratada con hidróxido de sodio, reusando dicha solución en el
tratamiento de la fibra. Esta parte se desarrolló por la importancia que tiene el tema de
sostenibilidad y si efectivamente la fibra vegetal tratada es amigable con el medio ambiente.
Para lo cual se hizo un estudio del efecto de reusar esta solución, analizando las fibras de abacá mediante SEM, TGA, tracción, se aumentó la base de dato de inventario y se determinó
la huella de carbono de la fibra de abacá tratada comparándola con fibra de polipropileno.
Los resultados muestran que reusar el agua tratada es efectiva hasta el octavo ciclo, en
términos de huella de carbono se reduce a un 25%, con lo cual esta investigación aporta
hasta el ciclo de efectividad del tratamiento y su incorporación en morteros de albañilería.},
organization = {Tesis Univ. Granada.},
publisher = {Universidad de Granada},
title = {Influencia de la adición de la fibra de abacá en las características de los aglomerados de cemento y su comportamiento a largo plazo},
author = {Alcivar-Bastidas, S.},
}