Materiales de Construcción (E-Journal)
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Influencia de la ceniza de bagazo de caña sin tratamiento en la microestructura y propiedades mecánicas de morteros
Get PDFThis study investigated the effects of the addition of untreated sugarcane bagasse ash (UtSCBA) on the microstructural and mechanical properties of mortars. The SCBA was sieved for only five minutes through a No. 200 ASTM mesh, and fully characterized by chemical composition analysis, laser ray diffraction, the physical absorption of gas, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques. Mortar mixtures with 0, 10 and 20% UtSCBA as cement replacement and a constant 0.63 water/cementitious material ratio were prepared. Fresh properties of the mortars were obtained. The microstructural characteristics of the mortars at 1, 7, 28, 90 and 600 days were evaluated by SEM and XRD. The compressive strengths of the mortars at the same ages were then obtained. The results show that the addition of 10 and 20% UtSCBA caused a slight decrease in workability of the mortars but improved their microstructure, increasing the long-term compressive strength.En esta investigación se evaluó el efecto de la adición de ceniza de bagazo de caña (CBC) en la microestructura de morteros. La CBC fue tamizada durante 5 minutos a través de la malla No. 200 ASTM y evaluada mediante pruebas de análisis químico, difracción láser, absorción física de gases, Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) y Difracción de Rayos X (DRX). Se elaboraron mezclas de mortero con 0, 10 y 20% de CBC como sustituto parcial del cemento manteniendo una relación agua/materiales-cementantes de 0.63. Se realizaron pruebas en estado fresco y pruebas de caracterización microestructural a través de MEB y DRX y de resistencia a la compresión a edades de 1, 7, 28, 90 y 600 días. Los resultados muestran que la adición de 10 y 20% de CBC decrementa la trabajabilidad de los morteros, sin embargo, mejora su microestructura e incrementa su resistencia a la compresión a edades tardías
Influencia de las nanopartículas de CuO y los residuos de boro en las propiedades de morteros de cemento
Get PDFIn this study, compressive and flexural strength, thermal properties, and pore structure of mortars modified with two types of boron waste and different amounts of CuO nanoparticles were investigated. The binders were prepared with 3% of borogypsum or borax waste and nano-CuO at concentration up to 4%. The setting time, compressive and flexural strength at 3, 7, and 28 days, DTA/TG, XRD, BET, and water absorption tests were carried out, and optimal nano-CuO percentages were determined. It was observed that nano-CuO addition in the range 2%–2.5% can improve mechanical properties, reduce the amount of unreacted portlandite, increase water absorption resistance, and decrease the setting time for borogypsum-containing mortars. The optimum nano-CuO replacement ratio changes between 0.5%–1% for borax waste-containing mortars. The results showed that nano-CuO was able to promote hydration reactions, act as a nanofiller, and provide a kernel for nucleation reactions.En este estudio, se investigaron las resistencias a compresión y flexión, las propiedades térmicas y las estructuras porosas de morteros modificados con dos tipos de residuos de boro y distintas cantidades de nanopartículas de CuO. Los morteros se prepararon con un 3 % de boro-yeso o residuos de boro y nano-CuO, en concentraciones de hasta el 4 %. Se realizaron ensayos de tiempo de fraguado, resistencias mecánicas a 3, 7 y 28 días, ATD/TG, DRX, area BET y absorción de agua y se determinaron los porcentajes óptimos de nano-CuO. Se observó que la adición de nano-CuO en el rango del 2 – 2,5 % mejora las propiedades mecánicas, reduce la cantidad de portlandita sin reaccionar, aumenta la resistencia de absorción del agua y disminuye el tiempo de fraguado en morteros que contienen residuos de boro. Los resultados muestran que el nano-CuO favorece las reacciones de hidratación, actua como nanofiller y proporciona un punto para las reacciones de nucleación
Permeabilidad de vapor agua isotérmica de hormigones con diferentes adiciones minerales
Get PDFWater vapour permeability (WVP) is a key parameter for the sustainable thermal conditioning of buildings. The study of the WVP in concrete with supplementary cementitious materials (SCMs) allows for the design of structures with improved durability and sustainability. To our knowledge, there is insufficient experimental data in the literature regarding the WVP of concrete with SCMs.
WVP tests were made on concrete mixes containing ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) and limestone powder (LP) as a partial replacement for ordinary Portland cement, and of concrete mixes containing pozzolanic cement (NP). Results from three moisture gradients show that GGBFS induces the greatest reduction in WVP, followed by the NP. LP shows a diluting effect of the binder, which could be compensated by GGBFS in the ternary blend. From the comparison between the WVP and the capillary sorption rate, the influence of the SCMs on the connectivity of the smallest pores is assessed.La permeabilidad al vapor de agua (PVA) es un parámetro fundamental para el acondicionamiento térmico sustentable de edificios. El estudio de PVA en hormigón con AM permite el diseño de estructuras con durabilidad y sustentabilidad mejoradas. A nuestro conocimiento, hay insuficiente información experimental en la literatura sobre PVA en hormigón con AM.
Se hicieron ensayos de PVA en hormigones con escoria granulada de alto horno (EGAH) y polvo calizo (PC) en reemplazos parciales de cemento normal, y de hormigones con cemento puzolánico. Resultados de tres gradientes de humedad muestran que EGHA induce a la mayor reducción de PVA, seguida para por la puzolana natural. PC muestra un efecto de dilución del ligante, el cual pudo ser compensado por la EGHA en las mezclas ternarias. De la comparación entre PVA y velocidad de succión capilar, la influencia de las AM en la conectividad de los poros más pequeños es evaluada
Evaluación de cementos obtenidos por activación alcalina de ceniza de carbón con NaOH curados a bajas temperaturas
Get PDFThe temperature at which the alkaline activation process takes place is a significant factor in the evolution of the mechanical properties of coal ash cementitious base material. In this work, the influence of temperature (8 a 38 °C) and curing time (3 and 28 days) on the mechanical properties of the alkaline synthesis of two coal ashes was evaluated through the study of the mineralogical evolution of the cementitious phases by XRD and FTIR. We found that the type of zeolite, a synthesis product, depends on the study factors. For values above 28 °C and at least 7 days, alkalinely activated cements with compressive strength above 20 MPa were achieved. Other parameters, such as SiO2/Al2O3 ratio, percentage of unburned coal and particle-size distribution, should be taken into account in the variation of mechanical performance.La temperatura a la cual se desarrolla el proceso de activación alcalina es un factor significativo en la evolución de las propiedades mecánicas de material cementante base ceniza de carbón. En este trabajo se evaluó, a través del estudio de la evolución mineralógica de las fases cementantes por DRX y FTIR, la influencia de la temperatura (8 a 38 °C) y tiempo (3 y 28 días) de curado sobre las propiedades mecánicas de la síntesis alcalina de dos cenizas de carbón. Se encontró que el tipo de zeolita, producto de la síntesis, depende de los factores de estudio. Para valores superiores a 28 °C y mínimo 7 días, se lograron cementos activados alcalinamente con resistencias superiores a 20 MPa. Otros parámetros, como la relación SiO2/Al2O3, el porcentaje de carbón inquemado y la distribución del tamaño de partícula, se deben de tener en cuenta en la variación del desempeño mecánico
Análisis teórico y experimental de matrices multifuncionales de mortero de cemento de alta resistencia reforzadas con fibras de carbono de distintas longitudes
Get PDFAn effective scheme to formulate high performance and multifunctional cement based mortar composites reinforced with varying lengths of carbon fibers has been devised. The detailed investigations pertaining to the fracture response of composites in cracks initiation and progression phases, their conducting mechanism and volumetric stability were performed with varying loads of 6mm and 12mm long carbon fibers at two different w/c ratios i.e. 0.45 and 0.50. The experiments concluded that an optimum addition of carbon fibers results in substantial improvement of fracture properties alongside significant reduction in electrical resistivity and total plastic shrinkage. The field emission scanning electron microscopy of the cryofractured specimen revealed crack arresting actions of uniformly distributed carbon fibers through successful crack bridging and branching phenomenon.Se describe un sistema eficaz para la elaboración de morteros de cemento compuestos de alta resistencia, multifuncionales y reforzados con fibras de carbono de 6 mm y de 12 mm de longitud. Con este trabajo pormenorizado se pretende determinar, en morteros reforzados con fibras de carbono y con relaciones a/c de 0,45 y 0,50: i) la resistencia a la rotura bajo distintas cargas en las fases de iniciación y propagación de fisuras; ii) el mecanismo responsable del agrietamiento; y iii) la estabilidad volumétrica. Los resultados experimentales demuestran que la incorporación de una proporción óptima de fibras de carbono conlleva una mejora considerable de la resistencia a la rotura, además de una importante reducción tanto de la resistividad eléctrica como de la retracción plástica total. El análisis por microscopía electrónica de barrido de emisión de campo de las probetas criofracturadas puso de manifiesto la capacidad de las fibras de carbono, homogéneamente distribuidas, de detener el agrietamiento mediante el puenteado de las fisuras y el proceso de la ramificación
Influencia del tiempo de curado y envejecimiento en el transporte de cloruros a través de hormigones con cementos de mezclas ternarias
Get PDFThe effect of the extension of the curing period and exposure time to a chloride source on the transport of these ions has been studied in concrete with 100% Portland cement (OPC) and with ternary cement composed of 64% OPC, 30% blast furnace slag (BFS) and 6% limestone filler (LF). The extension of the curing time (from 28 to 90 days) did not significantly affect the transport, even in concretes with supplementary cementitious materials (SCM’s). The exposure time to the chloride source (3, 6 and 12 months) is a parameter which had a major influence on the transport. At least 6 months of exposure were necessary to achieve stable chloride diffusion coefficients with more noticeable stabilization occurring when SCM’s were used. The presence of BFS significantly decreased the transport, due to its ability to combine chloride rather than the refinement of capillary pores as a consequence of its late hydration.Se estudia el efecto de la extensión del tiempo de curado y exposición a una fuente con cloruros en el transporte de dichos iones a través de hormigones con 100% de cemento Portland (OPC) y con cemento ternario compuesto por 64% OPC, 30% escorias de alto horno (BFS) y 6% fíller calizo (LF). La extensión del tiempo de curado (de 28 a 90 días) no afecta significativamente al transporte de cloruros, incluso en hormigones con adiciones minerales. El tiempo de exposición a los cloruros (3, 6 y 12 meses) es un parámetro muy influyente en el transporte, siendo al menos 6 meses necesarios para llegar a coeficientes de difusión estables, con un efecto del tiempo de exposición más crítico en hormigones con adiciones minerales. Las BFS disminuyen significativamente el transporte más por su capacidad de combinar cloruro que por el refinamiento en poros capilares por su hidratación tardía
Utilización de áridos procedentes de residuos de construcción y demolición en morteros activados alcalinamente
Get PDFThis study explores the technological feasibility of using construction and demolition waste (C&DW) as recycled aggregate in alkali activated mortars, ascertaining the mechanical and microstructural behavior. Shrinkage behavior of alkali activated slag mortars (AAS) and fire resistance of alkali activated fly ash (AAFA) incorporating recycled aggregates have been also tested Normalized siliceous sand and two types of recycled concrete aggregates were used in the mixes at different proportions. The findings showed that water demand was higher in mortars prepared with recycled aggregate. Partial replacement (20% - 80/20) of conventional aggregate with the recycled material was also observed to yield mortars with high mechanical strength, although total porosity also rose. Total replaclement, gave worse mechanical performance however. Fire resistance and shrinkage studies conducted indicated that alkaline cement mortars prepared with 80/20 recycled aggregated exhibit acceptable performance.Este estudio explora la viabilidad tecnológica del uso de residuos de construcción y demolición (C & DW) como árido reciclado en morteros activados alcalinamente, determinando el comportamiento mecánico y microestructural. Asimismo, se determinó la retracción sufrida por morteros de escoria activados alcalinamente (AAS) y la resistencia al fuego de morteros de cenizas volantes activadas alcalinamente (AAFA) con incorporación de estos áridos reciclado. Se utilizó arena silícea normalizada y dos tipos de áridos de hormigón reciclado en diferentes proporciones. Los resultados mostraron que la demanda de agua era más alta en los morteros preparados con árido reciclado. También se observó que el reemplazo parcial con un 20% (80/20) del árido convencional con el material reciclado producía morteros con alta resistencia mecánica, aunque la porosidad total también aumentaba. El reemplazo total, sin embargo, dio peor rendimiento mecánico. Los estudios de resistencia al fuego y retracción realizados, indicaron que los morteros de cementos activados alcalinamente preparados con áridos reciclados en proporción 80/20 presentan un rendimiento aceptable
Influencia de la ceniza de bagazo y los áridos de hormigón reciclado en las propiedades de endurecimiento de hormigones de alta resistencia
Get PDFThis research aimed to use of bagasse ash as a cement replacement in high-strength recycled aggregate concrete (HS-RAC). Crushed limestone was replaced with 100% recycled concrete aggregate (RCA) and the ground bagasse ash (GBA) was used to partially replace ordinary Portland cement (OPC) at 20, 35 and 50%wt of binder to cast HS-RAC. The results indicated that the replacing of crushed limestone with RCA had a negative impact on the properties of the concrete. Increasing the amount of GBA in HS-RAC resulted in a decrease in density and an increase in the volume of permeable pore space. The concrete mixtures prepared with 20%wt GBA replacement of OPC promoted greater the compressive strength than the conventional concrete (CT concrete) at 90 days or more. HS-RAC with GBA (up to 50%) was more durable in terms of chloride ion penetration resistance, although it had lower compressive strength than the CT concrete.En esta investigación se utilizó ceniza de bagazo como sustituto del cemento en hormigón de alta resistencia con áridos reciclados (HS-RAC). La piedra caliza fue sustituida por un árido 100% reciclado de hormigón y la ceniza de bagazo molida (GBA) en diferentes porcentajes (20, 35 y 50% en peso del material cementante) fue utilizada para reemplazar parcialmente al cemento Portland para producir hormigón de tipo HS-RAC. Los resultados indicaron que la sustitución de la piedra caliza molida por áridos de hormigón reciclado tiene un efecto negativo en las propiedades del hormigón. Aumentar la cantidad de GBA en el HS-RAC redujo la densidad e incrementó el volumen del espacio de los poros permeables. Las mezclas de hormigón preparadas reemplazando 20% en peso del cemento Portland por ceniza de bagazo molida presentaron mayor resistencia a la compresión que el hormigón convencional a los 90 días o más. El HS-RAC con GBA (hasta 50%) tuvo una durabilidad mayor que el hormigón convencional en términos de resistencia a la penetración de iones de cloruro, a pesar de tener una menor resistencia a la compresión
Identificación de los mejores compuestos disponibles de almacenamiento de energía térmica para aplicaciones de baja a moderada temperatura en edificación
Get PDFOver the last 40 years different thermal energy storage materials have been investigated with the aim of enhancing energy efficiency in buildings, improving systems performance, and increasing the share of renewable energies. However, the main requirements for their efficient implementation are not fully met by most of them. This paper develops a comparative review of thermophysical properties of materials reported in the literature. The results show that the highest volumetric storage capacities for the best available sensible, latent and thermochemical storage materials are 250 MJ/m3, 514 MJ/m3 and 2000 MJ/m3, respectively, corresponding to water, barium hydroxide octahydrate, and magnesium chloride hexahydrate. A group of salt hydrates and inorganic eutectics have been identified as the most promising for the development of competitive thermal storage materials for cooling, heating and comfort applications in the short-term. In the long-term, thermochemical storage materials seem promising. However, additional research efforts are required.En los últimos 40 años se han investigado diferentes materiales de almacenamiento térmico con el objetivo de mejorar la eficiencia energética en los edificios, mejorar el rendimiento de sistemas y aumentar el uso de renovables. Sin embargo, la mayoría no cumple los principales requisitos para su eficiente implementación. Este artículo desarrolla una revisión de las propiedades termofísicas de los materiales existentes en la literatura. Los resultados muestran que las mayores capacidades de almacenamiento volumétrico para los mejores materiales de almacenamiento sensible, latente y termoquímico son 250 MJ/m3, 514 MJ/m3 y 2000 MJ/m3, respectivamente, correspondientes a agua, hidróxido de bario octahidratado y cloruro de magnesio hexahidratado. Un conjunto de sales hidratadas y eutécticos han sido identificados como los más prometedores para el desarrollo de materiales competitivos para aplicaciones de enfriamiento, calefacción y confort a corto plazo. A largo plazo, el almacenamiento termoquímico parece prometedor. Sin embargo, investigación adicional es requerida
Membranas sintéticas impermeables y capas auxiliares separadoras en la cubierta plana invertida. Efecto de la presión sobre la degradación
Get PDFFlat roofs are inverted when the insulation material is placed over the waterproofing membrane. This widely-used constructive system sets materials which may interact easily with each other causing their deterioration. The incompatibilities and the materials that may interact with each other are not completely described, the elements currently used to separate the materials are not totally efficient to avoid deterioration. This paper intends to enlarge the knowledge regarding the materials that are incompatible for inverted flat roofs, the conditions were interactions take place and the efficiency of some alternative solutions to separate the materials. The ethylene propylene diene monomer (EPDM) waterproofing membranes are incompatible with the extruded polystyrene (XPS). The interactions between incompatible materials increase with the pressure.Las cubiertas planas son invertidas cuando el material aislante se coloca sobre la membrana impermeable. Este sistema constructivo ampliamente utilizado emplea materiales que pueden interactuar con facilidad entre ellos, produciendo deterioro. Las incompatibilidades y los materiales que pueden interactuar no se han descrito completamente, los elementos utilizados actualmente para separar los materiales no son totalmente eficientes para evitar el deterioro. Este artículo pretende aumentar el conocimiento acerca de que materiales son incompatibles en la cubierta invertida plana, las condiciones para que las interacciones se den, y la eficiencia de algunas alternativas para separar materiales. Las membranas impermeables de etileno propileno monómero dieno (EPDM) son incompatibles con el poliestireno extrusionado (XPS). Las interacciones entre materiales incompatibles aumentan con la presión