Chitosan and its char as fillers in cement-base composites: A case study

Abstract

The continuous research of new functional materials combining both advanced properties and increased sustainability has dramatically risen up in the last decades. Instead of searching for new solutions, composites (formed by a combination of already present materials) are subject of different studies due to their capability of merging the advantages of components. Hence, chitosan, a biowaste-derived biopolymer, has been thermally-converted into chars by pyrolysis treatment. Subsequently, both chitosan and its char are introduced into cementitious matrix forming cement-based composites. The analysis of the mechanical properties of these materials evidenced that char-containing composites show an incipient fracture toughness capability, very appealing for possible structural applications. Resumen: La investigación continua de nuevos materiales funcionales que combinan propiedades avanzadas y una mayor sostenibilidad ha aumentado dramáticamente en las últimas décadas. En lugar de buscar nuevas soluciones, los compuestos (formados por una combinación de materiales ya presentes) están sujetos a diferentes estudios debido a su capacidad de fusionar las ventajas de los dos componentes. El quitosano, un biopolímero derivado de residuos biológicos, se ha convertido térmicamente en carbón mediante tratamiento de pirólisis. Posteriormente, tanto el quitosano como su carbón se introducen en una matriz cementosa que forma compuestos a base de cemento. El análisis de las propiedades mecánicas de estos materiales puso de manifiesto que los compuestos que contienen carbón muestran una incipiente capacidad de resistencia a la fractura, muy atractiva para posibles aplicaciones estructurales.

Keywords

• Quitosano
• Compuestos
• Materiales de construcción
• Pirólisis
• Tenacidad