Materiales de Construcción (E-Journal)
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Iinfluencia de micropartículas de residuos de vidrio soda-lime en la trabajabilidad y propiedades térmicas de compuestos de cemento portland
Get PDFNumerous studies have investigated the use of waste glass as a partial substitution in Portland cement. Nonetheless, it seems there is no consensus about the influence of particle size and color on the behavior of the compounds. This work investigates the influence of soda-lime glass microparticles on the properties of cement and mortar in both fresh and hardened states. The effects of partial substitution (10 and 20%) of the cement by colorless and amber glass particles with dimensions of approximately 9.5 mm were investigated. The results revealed that the substitutions did not significantly affect the setting times, nor the mechanical properties of mortar at longer curing times. The influence of glass content and chemical composition on workability and hydration heat was also observed. The waste glass samples showed lower thermal diffusivity than the control sample. Thermal emissivity was not influenced by the presence of glass microparticles.Diferentes estudios han investigado el uso de residuos de vidrio como un sustituto parcial del cemento Portland. Sin embargo, parece no haber consenso sobre la influencia del tamaño o del color de la partícula en el comportamiento de los compuestos. Este trabajo aborda la influencia de micropartículas de vidrio soda-lime en las propiedades del cemento y de los morteros tanto en estado fresco como endurecido. Se han investigado los efectos de la sustitución parcial del 10 y 20% del cemento por partículas de vidrio incoloro o color ámbar con dimensiones alrededor de 9.5 mm. Los resultados revelaron que las sustituciones no afectan notablemente los tiempos de fraguado, tampoco las propiedades mecánicas de los morteros en los tiempos más largos de curado. Se observó la influencia del contenido y composición química del vidrio en la trabajabilidad y calor de hidratación. Las muestras con residuos vítreos mostraron una difusividad térmica más baja que la muestra sin residuos. La emisividad termica no se vió afectada por la presencia de micropartículas de vidrio
Comparación de la clasificación visual de la madera en condiciones húmedas y secas de acuerdo con la norma española UNE 56544 y la alemana DIN 4074-1
Get PDFVisual strength grading is widely used to estimate mechanical properties of structural timber. National visual grades are allocated to strength classes according to European standard EN1912. The recent discussion about the proper function of visual strength grading standards and the assignment of strength classes shows the need for further research in this field. Spanish-sourced radiata, Scots, Salzmann and maritime pine timber samples were visually graded in wet and dry condition according to the Spanish UNE56544 (2011) and German DIN4074-1 (2012) standards. Rejection was far higher dry due to distortion (warping) parameters. However, this rejection could be significantly mitigated by adopting a higher twist limit (2 mm / 25 mm width). UNE 56544 is more suitable for visually grading these species because it was specifically designed for them and a Spanish source. However, both standards underestimated the Scots pine rejection pieces which mechanical properties fulfill the MEG and S10 grades.La clasificación visual es ampliamente utilizada para estimar las propiedades mecánicas de la madera. Las calidades visuales son asignadas a clases resistentes de acuerdo a la norma europea EN1912. La reciente discusión sobre el apropiado funcionamiento de las normas de clasificación visual y de la asignación de clases resistentes hace necesario seguir investigando sobre el tema. Madera de pino radiata, silvestre, laricio y pinaster fue clasificada visualmente en condiciones húmedas y secas de acuerdo a la norma española UNE56544 y la alemana DIN4074-1. Muchas más piezas fueron rechazadas en seco debido a las deformaciones. Sin embargo, este rechazo se ve significativamente reducido adoptando un nuevo límite de alabeo (2 mm / 25 mm). UNE56544 es más adecuada para la clasificación visual de estas especies pues fue diseñada para ellas y procedencia española. Sin embargo, ambas normas infravaloran el lote rechazado de pino silvestre, cuyas propiedades mecánicas cumplen MEG y S10
Hormigón binario álcali-activado basado en puzolana natural volcánica: Caracterización física, mecánica y microestructural
Get PDFThis article presents the physical, mechanical and microstructural characterization of an alkali-activated binary concrete (AABC) based on a natural pozzolan (NP) of volcanic origin (70%) and granulated blast furnace slag (GBFS) (30%) cured at room temperature (25°C). A solution based on the combination of NaOH and waterglass (Na2SiO3·5H2O) was employed as an alkaline activator. The concrete design was obtained using a modified version of the “absolute volume” method (ACI 211.1). The performance of the AABC was similar and even superior to that of the reference concrete (OPC); e.g., it exhibited a compressive strength of up to 43.4 MPa at 360 days. These results demonstrate that the NP has potential for use in the industrial-scale production of these types of materials in the foreseeable future.Este artículo presenta la caracterización física, mecánica y microestructural de un hormigón binario (AABC) basado en la activación alcalina de una puzolana natural (NP) de origen volcánico (70%) y una escoria siderúrgica de alto horno (GBFS) (30%), curado a temperatura ambiente (25°C). Una solución basada en la combinación de NaOH y waterglass (Na2SiO3·5H2O) fue usada como activador alcalino. El diseño de los hormigones se realizó con el método de “volumen absoluto” definido por ACI 211.1 con algunas modificaciones. El desempeño de AABC fue similar e incluso superior al hormigón de referencia (OPC), reportando niveles de resistencia a la compresión de hasta 43.4 MPa a los 360 días. Estos resultados demuestran que NP puede ser utilizada en la producción a escala industrial de este tipo de materiales en un futuro predecible
Materiales activados alcalinamente a base de residuos de vidrio y escoria para aislamiento térmico y acústico
Get PDFPorous alkali activated materials (AAM), can be obtained from waste glass powder and slag mixtures by alkali activation with NaOH solution. To obtain an adequate porous microstructure, the hardened AAM pastes were thermally treated at temperatures ranging between 900°C and 1000°C, for 60 or 30 minutes. Due to the intumescent behaviour specific for this type of materials, an important increase of the volume and porosity occurs during the thermal treatment.
The partial substitution of waste glass powder with slag, determines the increase of compressive strength assessed before (up to 37 MPa) and after (around 10 MPa) thermal treatment; the increase of slag dosage also determines the increase of the activation temperature of the intumescent process (above 950°C).
The high porosity and the specific microstructure (closed pores with various shapes and sizes) of these materials recommend them to be utilised as thermal and acoustical insulation materials.Los materiales activados alcalinamente porosos (AAM) se pueden obtener a base de polvo de residuos de vidrio y mezclas de escoria mediante activación alcalina con una solución de hidróxido de sodio (NaOH). Para obtener una microestructura porosa adecuada, las pastas de AAM endurecidas se trataron térmicamente a temperaturas que oscilan entre 900°C y 1000°C durante 60 o 30 minutos. Debido al comportamiento intumescente específico de este tipo de material, se produce un aumento significativo en el volumen y la porosidad durante el tratamiento térmico. La sustitución parcial del polvo de residuos de vidrio por escoria conlleva un aumento en las resistencias a compresión previamente evaluadas (hasta 37 MPa) y después (aproximadamente 10 MPa) del tratamiento térmico; el aumento de la dosis de escoria también determina el aumento de la temperatura de activación del proceso intumescente (por encima de 950°C). La alta porosidad y la microestructura específica de estos materiales recomiendan que se utilicen como materiales de aislamiento térmico y acústico
Desarrollo de materiales de construcción aislantes ligeros a partir de desechos de perlita
Get PDFThis paper investigates the development of geopolymer foam boards, using perlite wastes as raw material. This type of lightweight materials combines the geopolymerization technology with the foaming process. The mechanism of foaming is based on the generation of a gas that is retained by the geopolymer matrix in the form of individual or interconnected voids. In this study, the inorganic foaming agent is hydrogen peroxide (H2O2), which is added into the initial paste in different quantities by mechanical stirring. The produced porous materials have effective densities between 408–476.5 kg/m3, thermal conductivities between 0.076–0.095 W/m.K and different type of microstructure, depending on the concentration of the activator and the foaming agent content. To assess the porosity and the size distribution of the voids, image processing techniques were applied on digital images of the samples. According to these results, the synthesized lightweight materials exhibit similar or even better thermal properties than the current concrete porous materials.Este documento investiga el desarrollo de tableros de espuma de geopolímero, utilizando residuos de perlita como materia prima. Este tipo de materiales ligeros combina la tecnología de geopolimerización con el proceso de formación de espuma. El mecanismo de formación de espuma se basa en la generación de un gas retenido por la matriz del geopolímero en forma de vacíos individuales o interconectados. En este estudio, el agente espumante inorgánico es el peróxido de hidrógeno (H2O2), que se agrega a la pasta inicial en diferentes cantidades mediante agitación mecánica. Los materiales porosos producidos tienen densidades efectivas entre 408–476.5 kg/m3, conductividades térmicas entre 0.076–0.095 W/m.K y diferentes tipos de microestructura, dependiendo de la concentración del activador y el contenido del agente espumante. Para evaluar la porosidad y la distribución de tamaños de los vacíos, se aplicaron técnicas de procesamiento de imágenes en las imágenes digitales de las muestras. De acuerdo con estos resultados, los materiales ligeros sintetizados exhiben propiedades térmicas similares o incluso mejores que los materiales porosos de hormigón actuales
Carbonatación de un hormigón hibrido con alto contenido de escoria siderurgica de alto horno y su impacto en la corrosión del acero estructural
Get PDFThe aim of this research was to study the carbonation resistance of a blast furnace slag concrete (80% GBFS/20%OPC), with and without alkaline activation, and its influence on the corrosion of structural reinforcement. An OPC-based concrete produced under the same specifications was used as a reference material. To do this, the material was subjected to an accelerated carbonation process under controlled conditions (65% relative humidity, 1% CO2, 25°C). The half-cell potential (Ecorr), linear polarization resistance (LPR) tests showed that both concretes based on GBFS led to depassivation of the reinforcing steel at approximately 99 days, which is the time required for full carbonation of the evaluated concretes.El objetivo de esta investigación fue estudiar la resistencia a la carbonatación de un hormigón a base de escoria granulada de alto horno (80% GBFS/20%OPC), con y sin activación alcalina, y su influencia sobre la corrosión del acero estructural. Un hormigón basado en cemento portland producido con las mismas especificaciones fue usado como material de referencia. Para ello, el material fue sometido a un proceso de carbonatación acelerada bajo condiciones controladas (Humedad Relativa 65 %, 1% CO2, 25 °C). Los ensayos de potencial de media celda (Ecorr) y Resistencia a la polarización lineal (LPR) mostraron que los aceros estructurales aproximadamente a los 99 días alcanzan la despasivación en los hormigones basados en escoria, coincide este tiempo con el requerido para la completa carbonatación de los hormigones evaluados
Comportamiento acústico del hormigón poroso. Caracterización mediante métodos experimentales e inversos
Get PDFThe use of porous concrete solutions with lightweight aggregates has become increasingly common in noise control due to their versatility in exterior and interior applications. In this work, samples of porous consolidated concrete with aggregates of expanded clay were produced, in order to study the influence of the grain size, thickness and water/aggregate/cement ratio on the sound absorption. Experimental techniques were used to obtain the surface impedance and sound absorption coefficient. In addition to experimental characterizations, an inverse method was used (based on a genetic algorithm) to obtain the macroscopic parameters capable of representing the materials studied through the theoretical model of Horoshenkov-Swift. Using the theoretical Horoshenkhov-Swift model it becomes possible to represent these materials in numerical models as equivalent fluids.El uso de soluciones basadas en hormigón poroso con agregados ligeros se ha vuelto cada vez más común en el ámbito del control de ruido debido a su versatilidad en aplicaciones exteriores e interiores. En este trabajo, se han preparado muestras de hormigón poroso con agregados de arcilla expandida, para estudiar la influencia del tamaño de grano, el espesor y la relación agua / agregado / cemento en la absorción de sonido. Se han utilizado técnicas experimentales para obtener la impedancia superficial y el coeficiente de absorción de sonido. Además de las caracterizaciones experimentales, se ha aplicado un método inverso (basado en un algoritmo genético) para obtener los parámetros macroscópicos capaces de representar los materiales estudiados a través del modelo teórico de Horoshenkov-Swift. Mediante el modelo teórico de Horoshenkhov-Swift, es posible representar estos materiales en modelos numéricos como fluidos equivalentes
Efectos del diseño y la construcción sobre la huella de carbono en columnas de hormigón armado para edificios residenciales
Get PDFConstructing structural elements requires high performance materials. Important decisions about geometry and materials are made during the design and execution phases. This study analyzes and evaluates the relevant factors for reinforced concrete columns made in situ for residential buildings. This article identifies and highlights the most sensitive aspects in column design: geometry, type of cement, and concrete strength performance. Using C-40 concrete mixed with CEM-II proved to cut costs (up to 17.83%) and emissions (up to 13.59%). The ideal combination of rebar and concrete is between 1.47 and 1.73: this is the percentage of the ratio between the area of rebar and the area of the concrete section. The means used during the execution phase affect resource optimization. The location of a building has only a minor impact, wherein the wind zone exercises more influence than topographic altitude.La construcción de elementos estructurales requiere materiales de alto rendimiento. Las decisiones sobre la geometría y materiales se toman durante las fases de diseño y ejecución. Este estudio analiza y evalúa factores relevantes para columnas de hormigón armado en edificios residenciales. El trabajo identifica y resalta los aspectos más sensibles en el diseño de columnas: geometría, tipo de cemento y rendimiento de resistencia del concreto. El uso de hormigón C-40 mezclado con CEM-II demostró reducir costes (hasta 17.83%) y emisiones (hasta 13.59%). La combinación ideal de barras de refuerzo y concreto está entre 1.47 y 1.73: este es el porcentaje de la relación entre área de barras de refuerzo y área de la sección de hormigón. Los medios utilizados durante la fase de ejecución afectan la viabilidad de optimizar los recursos. La ubicación del edificio tiene un impacto menor, la zona eólica ejerce más influencia que la altitud topográfica
Esquistos bituminosos como materia prima alternative en la fabricación de clínker de cemento Portland. Reacciones de clinkerización y caracterización del clínker
Get PDFFor some time the cement industry has been seeking procedures to effectively lower the higher energy costs involved in cement manufacture. Timahdit oil shale and Jerada coal waste could potentially be used as alternative raw materials to produce clinker. This study explored the possibility of applying those materials to a greener use, based on the reactivity and burnability of raw mixes containing Moroccan oil shale and coal waste. The findings showed that, irrespective of particle size, oil shale mixes delivered higher reactivity than coal waste materials, although reactivity was highest in the oil shale clinker with a particle size 70 %).La industria cementerabusca desde hace algún tiempo procedimientos que reduzcan el alto consumo de energía de la producción de cemento. La pizarra bituminosa de Timahdit (BOS) y los desechos de carbón de Jerada (CW) se pueden utilizar potencialmente como materiales alternativos en la fabricación de clinker. Este estudio se enfoca en evaluar esta posibilidad, valorizar dichos materiales y considerar un uso más ecológico para ellos. Exploramos la reactividad y la aptitud a la cocción de mezclas crudas de clínker que contienen BOS o CW. La reactividad de los crudos que contienen BOS es mejor que la de los que contienen CW, independientemente de su tamaño de partícula, siendo el que contiene BOS con un tamaño de partícula 70%
Eficiencia de materiales cementíceos autocurados con poliuretano encapsulado para reducir el ingreso de agua a través de fisuras
Get PDFCracks in reinforced concrete elements can cause major durability issues due do the accelerated ingress of aggressive substances. In this study, repair of cracks was addressed by incorporating encapsulated polyurethane based healing agents in the cementitious material as an autonomous healing mechanism.
Capillary sorption tests showed that a high viscosity healing agent could reduce the water ingress in cracked mortar, but a large scatter in the results was found, resulting in a large range of healing efficiencies (18 – 108%). The low viscosity polyurethane showed a more complete and consistent crack healing. Healing efficiencies ranging from 95 to 124% were observed (crack width up to 295 μm). The proposed healing mechanism is very effective in blocking the ingress of water. This will enhance the durability of cementitious materials and consequently extend their lifetime.Las fisuras en hormigón armado pueden causar graves problemas de durabilidad debido al ingreso acelerado de sustancias agresivas. En este estudio, la reparación de fisuras fue llevada a cabo mediante la incorporación de agentes de curado encapsulados, a base de poliuretano, en el material cementíceo como mecanismo de curado autónomo.
Los ensayos de absorción capilar mostraron que un agente de curado con alta viscosidad redujo el ingreso de agua en morteros fisurados, pero se encontró una gran dispersión en los resultados, lo que da lugar a un amplio rango de eficiencias de curado (18 – 108%). El poliuretano de baja viscosidad mostró un curado de las fisuras más completo y consistente. Se observaron eficiencias de curado del 95 al 124% (ancho de fisura de hasta 295 μm). El mecanismo de curado propuesto es muy efectivo para bloquear el ingreso de agua. Esto mejorará la durabilidad de los materiales cementíceos y consecuentemente extenderá su vida útil