Materiales de Construcción (E-Journal)
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Arenita artificial a partir de residuos de la industria de arenisca
Get PDFAn artificial arenite was developed from the waste of the sandstone industry. The waste sandstone was treated to obtain different grain sizes that were recombined to reproduce the natural texture. An unsaturated polyester resin was added to the mixture of grains and the cement polymerization was initiated with methyl ethyl ketone peroxide. The product was compacted under pressure of 1.5 to 9.7 MPa and cured at 70 °C. The result was a new material with the appearance of the natural rock. Artificial sandstones were studied by SEM microanalysis, petrography study and XRF analysis. Measurements of flexural strength (9.9 MPa), apparent density (2110 kg/cm3), open porosity (7.6%), water absorption (1.2%), abrasion resistance (19 mm) and photostability (AE * = - 0.009) were carried out. The influence of the design of the mixture and its composition (fraction of aggregates, resin content and pressure) on the texture and the mechanical properties was studied.Se ha desarrollado una arenita artificial a partir de los residuos de la industria de la arenisca. Los residuos se trataron para obtener diferentes tamaños de grano que después se recombinaron para reproducir la textura natural. Se añadió una resina de poliéster insaturado a la mezcla de granos y se inició su polimerización con peróxido de metil etil cetona. El producto fue compactado bajo presión de 1.5 a 9.7 MPa y curado a 70 °C. El resultado fue un nuevo material con la apariencia de la roca natural. Las areniscas artificiales se estudiaron mediante microanálisis SEM, estudio de petrografía y análisis XRF. Se llevaron a cabo mediciones de la resistencia a la flexión (9.9 MPa), la densidad aparente (2110 kg / cm3), la porosidad abierta (7.6%), la absorción de agua (1.2%), la resistencia a la abrasión (19 mm) y la fotoestabilidad (AE * = - 0.009) . Se estudió cómo influían los parámetros de la síntesis (fracción de agregados, contenido de resina y la presión) sobre la textura y las propiedades mecánicas
Autoactivación de cemento de escorias con polvo de vidrio de descarte
Get PDFThe aim of this study is to evaluate the behavior of glass powder waste as alkaline activator of slag when both are used in blended cement. The slag blended cement was prepared with 70% slag, and then the slag was replaced with 10-20% glass powder by mass. The self-activation concept is here introduced. Ground glass releases alkalis through dissolution in a slow and sustained way over time. This would activate slag. Ground glass improves fluidity of mortars and the compressive strength overcomes dilution and increases with age due to the combined pozzolanic action of slag and glass. The proposed blended cement has better mechanical properties than slag-cement. The proposed blended cement has better mechanical properties than slag-cement and due to less use of slag, it becomes more sustainable and it contributes to waste management.El objetivo del presente trabajo es evaluar el comportamiento de un residuo molido de vidrio como activador interno de la escoria cuando ambos son usados en un cemento mezcla. El cemento de escoria fue preparado con un 70% de escoria y luego la escoria se reemplazó en un 10 y 20% en masa por vidrio molido. Este trabajo introduce el concepto de auto-activación. El vidrio molido libera álcalis por disolución, en forma lenta y sostenida en el tiempo que activarían la escoria. La presencia de vidrio molido mejora la fluidez de los morteros y la resistencia a compresión supera la dilución y crece con la edad por la acción puzolánica combinada de la escoria y el vidrio. El cemento mezcla propuesto tiene mejores propiedades mecánicas que el cemento de escorias pero con menor contenido de escoria por lo que es más sustentable y contribuye al manejo de residuos
Caracterización de morteros con cerámica reciclada y su uso en piezas prefabicadas para entrevigado de forjados
Get PDFThis study analyses a procedure to manufacture mortars with different percentages of ceramic waste as partial replacement for aggregates. The study also examines the physical, chemical and mechanical properties of the new mortars, analysing substitution ratios that range from 10% to 50%. Prior to this, all the materials used in the production of the mortar were characterised using X-ray diffraction (XRD) and fluorescence (XRF). The objective was to determine the similarity between different types of ceramic waste, as well as the differences in the minerology and chemical composition with the aggregate.
The results of the study show that it is possible to obtain mortars with lower densities compared to the same product with no recycled content. The product’s characteristics make it ideal for the manufacture of prefabricated components for structural floors for rehabilitation works. Finally, the pieces are used in a real rehabilitation case study, highlightining the structural advantages.Este trabajo analiza morteros con diferentes porcentajes de cerámica reciclada como sustituto parcial de la arena. Además el estudio examina las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los nuevos morteros, empleando diferentes porcentajes de sustitución (10% - 50%). Con anterioridad, se caracterizaron todos los materiales empleados en este trabajo mediante difracción y fluorescencia de rayos-X. El objetivo fue determinar las diferencias y similitudes en la composición química y mineralógica de los distintos tipos de residuos cerámicos y del resto de áridos utilizados.
Los resultados muestran que es posible obtener morteros con menor densidad frente a las muestras sin contenido reciclado. Sus características los hacen idóneos para la creación de piezas prefabricadas de entrevigado para rehabilitación de forjados. Finalmente. Las piezas se usaron en un caso de estudio real, destacando las ventajas estructurales que conlleva su uso
Influencia del lodo tratado en la retracción libre y en la tendencia a la fisuración de morteros equivalentes de hormigón autocompactante
Get PDFThe present work aims at studying the formulation and characterization of self-compacting concrete equivalent mortars, using calcined mud from the dredged sediments brought from the dam (Western Algeria) and fly ash from the Central Thermal EDF (France). Three SCCEM samples were prepared; a control mortar sample and two mortar samples containing 22% of mineral additions, with a ratio W/B = 0.47. The analysis of the experimental results obtained indicates that mortars comprising calcined mud develop greater compressive strengths than those containing fly ash. Regarding free shrinkage, mortar with calcined mud is characterized by an autogenous shrinkage similar to those of control and fly ash mortars. However, it is more sensitive to total shrinkage and drying as compared to the other mortars. Under the conditions of restrained shrinkage, control and calcined mud mortars are more sensitive to early cracking than mortar based on fly ash.El presente trabajo tiene como objetivo estudiar la formulación y caracterización del morteros equivalentes de hormigón autocompactante, que utilizan lodo calcinado de los sedimentos dragados traídos de una presa (oeste de Argelia) y cenizas volantes del (EDF Central térmica, Francia). Se prepararon tres muestras de MEHA ; una muestra de mortero de control y dos muestras de mortero que contienen 22% de adiciones de minerales, con una relación a/s = 0.47. El análisis de los resultados experimentales obtenidos indica que los morteros que contienen lodo calcinado desarrollan mayores resistencias a la compresión que los que contienen cenizas volantes. En cuanto a la retracción libre, el mortero con el lodo calcinado se caracteriza por una retracción autógena similar a los de los morteros de control y de cenizas volantes. Sin embargo, es más sensible a la retracción total y al secado en comparación con los otros morteros. En las condiciones de retracción restringida, los morteros de control y de base de lodo calcinado son más sensibles a la fisuración temprana que el mortero a base de cenizas volantes
Comportamientos de daños de hormigón y modelos de predicción bajo el efecto conjunto del ataque hielo-deshielo y la radiación ultravioleta
Get PDFThe study investigated the joint effect of freeze–thaw attack and ultraviolet (UV) radiation on concrete. Mass loss ratio, relative dynamic modulus of elasticity (RDME) and flexural strength of concrete were experimentally investigated. A two-way ANOVA was used to analyse the effect of UV radiation on the test results. Water–binder ratio significantly affected the mass loss ratio, RDME and flexural strength. Meanwhile, UV radiation only had a significant effect on mass loss ratio but had no evident effect on RDME and flexural strength. Concrete microstructure was demonstrated by microscopic analysis via scanning electron microscope to explore the insight into the damage evolution of concrete under the joint effect. Prediction models of the damage degree of concrete were proposed by incorporating the results in this investigation. Comparison results showed that the prediction values were consistent with the experimental values.Se analiza la relación, en hormigones, del efecto conjunto del ataque hielo-deshielo y la radiación ultravioleta en función de sus parámetros de Pérdida de Masa (PM), Módulo Dinámico de Elasticidad (MDRE) y Resistencia a la Flexión, a partir del tratamiento estadístico de los resultados (ANOVA). Se ha constatado que la proporción agua/cemento (o aglomerante) (w/c) influyó significativamente sobre la Pérdida de Masa (PM), MDRE y Resistencia a la Flexión. La radiación UV, tuvo un efecto significativo sobre PM pero apenas en los otros dos parámetros analizados. La evolución del deterioro en el hormigón se evaluó estudiando su microestructura a partir de Microscopía Electrónica de Barrido de Electrones Secundarios (MEB-SSE). A partir de esta investigación se propuso un modelo predictivo del grado de deterioro del hormigón, concluyéndose que los datos de predicción tenían una buena relación con los datos experimentales encontrados
Caracterización térmica, física y mecánica de las fábricas de toba volcánica para la restauración de edificios históricos
Get PDFAn in-depth knowledge of building materials is essential in order to preserve them. Tuffs are one of the main types volcanic rocks in the Canary Islands. They are mainly used in masonry or as a filler of the ornamental parts of the façades. In both cases, they have been protected to guarantee their durability. However, in recent years, the renderings have been eliminated and the stone has been exposed to the elements. In this paper, two types of Canary-Island volcanic tuffs were characterized from a physical and mechanical point of view as well as their energy conservation, in order to better understand their behaviour and analyze the criteria for preserving them. Thermal conductivity and fluxes increase 2-3 times in wet conditions, as compared to dry ones. This, together with their high porosity demands the use of renderings to avoid stone decay, and at the same time improving living conditions.El conocimiento de los materiales de construcción es esencial para garantizar la conservación de las construcciones. Las tobas son uno de los principales tipos de rocas volcánicas de edificios tradicionales y monumentales en Canarias. Éstas se usaban tanto fábricas como en ornamentos pero, en ambos casos, se protegían para garantizar su durabilidad. En los últimos años, los revestimientos están siendo eliminados exponiendo la fábrica a los agentes atmosféricos. En este artículo, dos tipos de tobas volcánicas de Canarias son caracterizadas desde el punto de vista físico, mecánico y energético para analizar qué criterios son los más adecuados para su conservación. La conductividad térmica y el flujo térmico aumentan entre 2-3 veces en muestras húmedas en comparación con las secas. Esta circunstancia junto con la elevada porosidad exige el uso de revestimientos para evitar la degradación de las piedras, al tiempo que mejoran las condiciones de habitabilidad de los espacios interiores
Resistencia de la superficie lateral del pilote a la descarga y a la degradación del módulo cortante en suelos arenosos
Get PDFA total of 36 groups of sand-concrete interface loading and unloading direct shear tests were used to analyze the mechanical properties of the pile side-soil interface. The test results show that the interface residual shear stress for the same applied normal stress tends to be constant for the rough sand-concrete interface. The initial shear modulus and peak shear stress of the interface both decrease with the degree of unloading and increase with the interface roughness. The maximum amount of interface shear dilatancy increases with the degree of unloading, and the maximum amount of interface shear shrinkage decreases with unloading for the same interface roughness. A pile side resistance-displacement model is established using the shear displacement method. The proposed function considers both the radial unloading effect and modulus degradation of soil around the pile. The effect of radial unloading and interface roughness on the degradation of the equivalent shear modulus is analyzed using a single fitting parameter b. Good agreement of the proposed model is confirmed by applying the direct shear tests of the 36 groups.Se han realizado 36 series de ensayos de corte directo con carga y descarga para analizar el comportamiento mecánico del interfaz entre la superficie del lateral del pilote y el suelo. Los resultados demuestran que al aplicar un determinado esfuerzo normal, el esfuerzo cortante residual en el interfaz rugoso entre el suelo arenoso y el hormigón tiende a ser constante. Tanto el módulo cortante inicial como el esfuerzo de cizalla máximo disminuyen al incrementar el grado de descarga y aumentan con la rugosidad del interfaz. Dada una misma rugosidad interfacial, el esfuerzo cortante interfacial máximo crece más rápidamente y su reducción máxima disminuye más lentamente al aumentar el grado de descarga. Se ha empleado el «método del desplazamiento del esfuerzo cortante» para desarrollar un modelo que describe la relación entre la resistencia de la superficie lateral del pilote y el desplazamiento. La función propuesta tiene en cuenta tanto la influencia de la descarga radial como la degradación del módulo cortante del suelo que rodea el pilote. Se analiza la influencia de la descarga radial y la de la rugosidad del interfaz sobre la degradación del módulo cortante equivalente mediante un solo parámetro de ajuste, b. Se ha confirmado que el acuerdo entre el modelo y los datos empíricos de los ensayos de corte directo de las 36 series analizadas es bueno
Comportamiento petrofísico-mecánico de la piedra de Grisolia del patrimonio arquitectónico del sur de Italia
Get PDFGrisolia is one of the building stones most commonly found in the architectural heritage of southern Italy. Also known commercially as “gold stone” for its yellow intrusions, Grisolia was employed by the leading Calabrian schools of stonemasons, principally in the southern Italian regions of Calabria and Basilicata. It is an Upper Triassic crystalline carbonate quarried in the Verbicaro Unit on Calabria’s northern Tyrrhenian coast.
Possessing petrographic, physical and mechanical properties that ensure stone strength and durability, it is a high-quality building material suitable for structural and ornamental uses. These properties can be attributed to its low open porosity and excellent hydric behavior (low capillary water absorption), as well as to its high mechanical strength and low anisotropy. These characteristics make it recommendable as a building material for both restoration and new construction.La “piedra de Grisolia” es una de las piedras de construcción más utilizadas en el patrimonio arquitectónico del sur de Italia. También conocida comercialmente como “piedra de oro” por su color dorado, fue empleada por las más importantes escuelas de cantería, principalmente en las regiones italianas del sur, Calabria y Basilicata. Se trata de un carbonato cristalino del Triásico Superior extraído en la Unidad Verbicaro, en la costa Tirrénica del norte de Calabria.
Gracias a sus propiedades petrográficas, físicas y mecánicas que aseguran su resistencia y durabilidad, es un material de alta calidad adecuado para fines estructurales y ornamentales. Estas propiedades se deben a su baja porosidad, excelente comportamiento hídrico - baja absorción capilar -, así como a su alta resistencia mecánica y baja anisotropía. Gracias a esas buenas propiedades, se recomienda su empleo como material de construcción tanto para la recuperación de edificios antiguos así como para la construcción de obra nueva
Degradación de estructuras urbanas generada por crecimiento de plantas y actividad microbiana
Get PDFThe purpose of this study was to isolate microorganisms associated to surface-affected concrete structures and to measure the in vitro dissolution of concrete based on the release of elements such as calcium and silicon. Although many microorganisms were detected only a fungus was capable of significantly decreasing the culture medium pH and releasing both elements. The molecular characterization allowed to identify the microorganism as Aspergillus carbonaurius, a citric-acid producing fungus that dissolved concrete in the in vitro test. After seven days of incubation, the soluble calcium concentration in the uninoculated culture medium containing concrete was 172.3 mg/L, while in the inoculated medium it was 525.0 mg/L. The soluble silicon concentration in the uninoculated medium was 10.3 mg/L, while in the inoculated medium it was 50.1 mg/L. These findings showed that plants and microorganisms rendered a synergistic effect accelerating the biodeterioration of concrete.El objetivo de este estudio fue aislar microorganismos de la superficie de estructuras urbanas de concreto deterioradas y medir su capacidad para disolver in vitro muestras de concreto, basada en la liberación de elementos como el calcio y el silicio. De todos los microorganismos aislados sólo un hongo fue capaz de disminuir el pH y disolver el concreto. Este hongo fue identificado a nivel molecular como Aspergillus carbonaurius, un productor de ácido cítrico. Después de siete días de incubación, se encontró que la concentración de calcio soluble en el medio de cultivo no inoculado fue 172,3 mg/L, mientras que en el medio inoculado era de 525,0 mg/L. La concentración de silicio soluble en el medio no inoculado fue de 10,3 mg/L, mientras que en el medio inoculado fue de 50,1 mg/L. Estos hallazgos mostraron que las plantas y los microorganismos producen un efecto sinérgico que acelera el biodeterioro del concreto
Efecto de diferentes tamaños y contenidos de fibras de PVA y acero en las propiedades mecánicas de materiales cementantes compuestos reforzados con filamentos de CaCO3
Get PDFIn this paper, calcium carbonate (CaCO3) whisker as a fiber reinforcement is mixed with steel and PVA fiber to form a multiscale hybrid fiber reinforced cementitious composites (MHFRCC). ASTM standard and post-crack strength techniques are performed to evaluate the mechanical properties of MHFRCC. The 1.25 % long steel fiber, 0.55 % short PVA fiber and 2.0 % CaCO3 whisker specimens showed the best flexural behavior before L/600 deflection. However, 1.5 % long steel fiber, 0.4 % long PVA fiber and 1.0 % CaCO3 whisker specimens presented better crack resistance after L/600 deflection. It is revealed that flexural parameters increase as comprehensive reinforcing index increase. The result showed that the CaCO3 whisker and short PVA fiber provided crack resistance effect at micro-scale and mainly play a dominate role in inhibiting micro-cracking. However, long steel fiber and long PVA fiber showed a better bridging effect of macro cracks at a large deflection.En este estúdio, filamentos de carbonato de cálcio (CaCO3) se han empleado como fibras de refuerzo junto com fibras de acero y PVA, com el fin de producir un material cementiceo compuesto híbrido fibrorreforzado (MHFRCC). Para evaluar las propriedades mecánicas de estos materialess, se han empleado normas ASTM y técnicas de resistencia post-fisuración. La mezcla con mejor comportamento a flexión hasta el valor de flecha L/600 fue la compuesta por 1,25% de fibra larga de acero, 0,55% de fibra corta de PVA y 2,0% de filamento de CaCO3. Sin embargo, la mezcla con 1,5% de fibra larga de acero, 0,4% de fibra corta de PVA y 1,0% de filamento de CaCO3 presentó la mejor resistencia a fisuración tras el valor de flecha L/600. Se há visto que los parámetros de flexión aumentan al incrementarse el índice de refuerzo. Los resultados muestran que los filamentos de carbonato cálcio y las fibras cortas de PVA aportan restistencia a fisuración a nível de microescala, jugando um importante papel inhibiendo la formación de micro-fisuras. Sin embargo, las fibras largas de acero y de PVA mostraron um mejor efecto puente em las macro fibras tras uma mayor flecha