Materiales de Construcción (E-Journal)
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Caracterización de placas de yeso con residuos de espuma de poliuretano reforzadas con fibras de polipropileno
Gypsum plasterboard that incorporates various combinations of polyurethane foam waste and polypropylene fibers in its matrix is studied. The prefabricated material was characterized in a series of standardized tests: bulk density, maximum breaking load under flexion stress, total water absorption, surface hardness, thermal properties, and reaction to fire performance. Polypropylene fibers were added to the polyurethane gypsum composites to improve the mechanical behavior of the plasterboard under loading. The results indicate that increased quantities of polymer waste led to significant reductions in the weight/surface ratio, the mechanical strength and the surface hardness of the gypsum, as well as improving its thermal resistance. The polypropylene fibers showed good adhesion to the polymer and the gypsum matrix, which enhanced the mechanical performance and the absorption capacity of these compounds. The non-combustibility test demonstrated the potential of the new material for use in internal linings.Este artículo presenta un estudio experimental basado en la reutilización de residuos de poliuretano en una matriz de yeso para elaborar una placa de yeso laminado. Las placas fueron caracterizadas mediante los ensayos normalizados de densidad aparente, carga de rotura máxima a flexión, absorción total de agua, dureza superficial y reacción al fuego. Se han introducido fibras de polipropileno en la matriz con el objetivo de aumentar la resistencia mecánica del material. Los resultados muestran que el incremento de residuo polimérico en el material implica importantes reducciones de peso, resistencia mecánica y dureza superficial, a la par que se mejora su resistencia térmica consiguiéndose valores similares a los comerciales. Las fibras de polipropileno mostraron una buena adhesión con el polímero, mejorando el comportamiento mecánico y la capacidad de absorción. El ensayo de reacción al fuego confirmó que los residuos de poliuretano pueden ser empleados en la fabricación de placas de yeso laminado en cumplimiento con la normativa
Propuesta de máximo uso de arena reciclada de hormigón en el diseño de morteros de albañilería
Natural sand mining from rivers and seashores is causing serious environmental problems in many parts of the world, whereas the fine fraction from recycling concrete waste is underutilized as a construction material. The aim of this paper is to determine the maximum replacement level of natural sand by recycled sand in the manufacturing of masonry mortar (M-10). For this purpose, five replacement levels were tested: 0%, 25%, 50%, 75% and 100% by volume. The mixes were made using cement CEM II/BL 32.5 N in a volumetric proportion of cement-to-aggregate of 1:5. A commercial admixture was used at a constant content. The amount of water was variable to achieve a consistency of 175±10 mm. The short- and long-term mortar properties were evaluated. The data were analyzed using a one-way ANOVA. In conclusion, a maximum percentage of 50% recycled concrete sand can be used in an indoor environment.La extracción de arena natural de ríos y costas está provocando graves problemas ambientales en muchas partes del mundo, mientras que la fracción fina de los áridos reciclados de residuos de hormigón está infrautilizada como material de construcción. El objetivo de este artículo es determinar el máximo porcentaje de sustitución de arena natural por arena reciclada en la fabricación de morteros M-10. Cinco niveles de sustitución en volumen fueron ensayados: 0%, 25%, 50%, 75% y 100%. Las mezclas fueron hechas con cemento CEM II/BL 32,5 N en una relación volumétrica cemento-árido de 1:5. Se utilizó un aditivo comercial a dosis constante. El agua se ajustó experimentalmente para conseguir una consistencia de 175±10 mm. Se evaluaron las propiedades de los morteros a corto y largo plazo. Los datos se analizaron mediante una ANOVA-simple. En conclusión, un porcentaje máximo del 50% de arena reciclada de hormigón puede usarse en interiores
Comparación del efecto de la concentración de polvo de neumático reciclado y polímeros en el comportamiento de ligantes para mezclas bituminosas
Crumb rubber modified binders are environmental-friendly alternatives to polymer modified bitumens in asphalt mixtures. This paper compares the performance of both types of binders with different modifier contents. Six binders were characterised by conventional tests and analysed using the UCL method. This method evaluates different properties of binders regarding their role in asphalt mixtures (cohesion, water and thermal sensitivity and resistance to ageing). Results showed that i) crumb rubber concentration has to be higher than that of SBS-polymers in order to obtain a similar performance to that of SBS-polymer modified bitumen; ii) crumb rubber modified binders are more stable than SBS-polymer modified binders in terms of modifier concentration; iii) crumb rubber modified binders exhibited less water sensitivity and similar thermal and ageing susceptibility to SBS-polymer modified binders; iv) linear relationships have been found between modifier concentration and the properties studied for both kind of binders.Los betunes modificados con polvo de neumático (PN) son alternativas ambientalmente sostenibles a los betunes modificados con polímeros. Este artículo compara el comportamiento de ambos tipos de betunes con varios contenidos de modificador. Para ello, se caracterizaron seis betunes mediante ensayos convencionales y método UCL. Este método evalúa propiedades de ligantes para su uso en mezclas bituminosas (cohesión, sensibilidad al agua, térmica y al envejecimiento). Los resultados muestran que i) la concentración de PN ha de ser más elevada que la de polímeros para obtener comportamiento semejante; ii) los betunes con PN son más estables ante cambios en la concentración de modificador que los betunes con polímeros; iii) los betunes con PN presentan menor sensibilidad al agua y equivalente susceptibilidad térmica y al envejecimiento que los betunes con polímeros; iv) se encontraron buenos ajustes lineales entre la concentración de modificadores y la evolución de las propiedades estudiadas
Influencia del tipo de bloque de arcilla aligerada en la transmitancia térmica equivalente de diferentes tipos de fachadas en edificios
This paper compares the equivalent thermal transmittances of different façades built using commercial clay bricks with three different thicknesses and façades made using the same method but with ceramic bricks with optimized rhomboidal interior geometry.
Equivalent thermal transmittances of 0.300 W/m2·K were recorded for the rhomboidal brick with a thickness of 0.290 m and a façade with thermo-acoustic insulation and a large format brick on the interior, but the final thickness of the façade was 0.445 m.
For ventilated façades made of the proposed rhomboidal brick with thicknesses of 0.290 and 0.240 m an 8–9% improvement was found, with values of 0.312 W/m2·K and 0.339 W/m2·K, respectively.
It can be concluded that in view of the small difference in thermal terms, the best option is to use a brick 0.240 m thick, as the overall thickness of the façade will not then exceed 0.300 m.En el presente trabajo se comparan las transmitancias térmicas equivalentes de diferentes fachadas ejecutadas con bloques comerciales de tres espesores 0,290 m, 0,240 m y 0,190 m, con el mismo montaje pero con un bloque cerámico optimizado con geometría interior romboidal.
Se ha obtenido una transmitancia térmica equivalente de 0,300 W/m2·K para el ladrillo con geometría romboidal de 0,290 m de espesor y pared con aislamiento termoacústico y gran formato en el interior, con un espesor total de fachada de 0,445 m.
Para fachadas ventiladas con el ladrillo romboidal propuesto con espesores de 0,290 y 0,240 m, se obtiene una mejora de un 8%–9%, con valores de 0,312 W/m2·K y 0,339 W/m2·K, respectivamente.
Podemos concluir que, dada la pequeña diferencia en términos térmicos, la mejor opción es el uso de ladrillos de 0,240 m de espesor, siempre y cuando el espesor total de fachada no exceda los 0,300 m
Exploración infrarroja del patrimonio arquitectónico: de la termografía infrarroja pasiva al enfoque de la termografía infrarroja híbrida (HIRT)
Up to now, infrared thermographic approaches have been considered either passive or active. In the latter case, the heat flux is historically attributed to a non-natural heat source. The use of the sun has recently been incorporated into the active approach thanks to multi-temporal inspections. In this paper, an innovative hybrid thermographic (HIRT) approach is illustrated. It combines both the time component and the solar source to obtain quantitative information such as the defect depth. Thermograms were obtained by inspecting the facade of the Santa Maria Collemaggio church (L’Aquila, Italy), whereas quantitative results related to the sub-superficial discontinuities were obtained thanks to the use of advanced techniques. Experimental results linked to passive approach (i.e., the mosaicking procedure of the thermograms) performed by selecting a set of historic churches are also included in order to explain, when and where, the hybrid procedure should be used.Hasta la fecha, los enfoques sobre la termografía infrarroja han sido considerados, o pasivos, o activos. En este último caso, el flujo de calor se obtiene a través de una fuente de calor no natural. El uso de energía solar ha sido recientemente incorporado al enfoque activo gracias a los estudios multitemporales. En este trabajo, se ilustra un enfoque innovador de la termografía híbrida (HIRT). Se combina tanto el componente de tiempo y la fuente de energía solar para recuperar la información cuantitativa así como la profundidad del defecto. Las imágenes térmicas se obtuvieron mediante el análisis de la fachada de la Iglesia de Santa María Collemaggio (L’Aquila, Italia), mientras que los resultados cuantitativos inherentes a las discontinuidades sub-superficiales se obtuvieron gracias al uso de otras técnicas avanzadas. Los resultados experimentales vinculados al enfoque pasivo (es decir, el proceso de mosaico de las imágenes térmicas) derivan de un conjunto de Iglesias antiguas, también incluidas en el estudio, a fin de explicar cuándo y dónde tiene sentido realizar un proceso híbrido
Hormigón fabricado con asfalto triturado como reemplazo parcial de áridos naturales
The paper focuses on the reuse of crushed asphalt (GA) as a partial replacement (up to 20%) of natural aggregates for concrete manufacture. Addition of GA aggregates produced a positive effect on workability loss. The GA mixes, however, showed a significant tendency to bleed and segregate at the highest replacement percentage applied. GA led to a decrease of compressive strength in concrete (with respect to that of the reference concrete) up to 50% due to the weakness of the cement paste / recycled aggregate interface. To compensate for this negative effect, a reduction of w/c for the GA concretes was necessary. A decrease of w/c allowed the GA concretes to show drying shrinkage values substantially similar to those of reference concrete with the same cement factor. The experimental results confirmed the possibility of partial substitution (max. 15%) of natural aggregates with crushed asphalt for making concrete.El artículo se centra en la reutilización del asfalto triturado (AM) como reemplazo parcial (hasta 20%) de áridos naturales para la fabricación de hormigón. Los áridos de AM además produjeron un efecto positivo sobre la pérdida de la trabajabilidad. Las mezclas de AM mostraron una marcada tendencia a la exudación y segregación en el más elevado porcentaje de sustitución. El AM condujo a una disminución de la resistencia a la compresión en el hormigón (con respecto al hormigón de referencia) de hasta un 50% debido a la debilidad de la pasta de cemento. Para compensar este efecto, fue necesaria una reducción de agua-cemento (a/c) para hormigones AM. Se consiguieron valores de retracción de secado sustancialmente similares a los de hormigón de referencia con el mismo contenido de cemento. Los resultados experimentales confirmaron la posibilidad de sustitución parcial (máximo 15%) de áridos naturales por asfalto triturado para la fabricación de hormigón
TriDes – una nueva herramienta para el diseño, desarrollo y evaluación no destructiva de aceros avanzados de construcción
Design and development of advanced steel types require establishing an optimal combination of mechanical strength, resistance to hydrogen degradation and durability, among others; however, the available tools for assessing some of these properties are limited. A novel tool for supporting the design and development of steel types was therefore created. This tool, called TriDes, is based on the phenomenon of mechanically stimulated gas emission and allows for determining mechanical properties and hydrogen concentration locally, with high spatial resolution and during different phases of the service life of construction steel elements. Its applicability to the development of pipe steel with improved durability, as well as to steel types used in marine environments, has been investigated.El diseño y desarrollo de acero avanzado requiere establecer una combinación óptima de resistencia mecánica, resistencia a la degradación por hidrógeno y la durabilidad, entre otras. Sin embargo, las herramientas disponibles para evaluar experimentalmente algunas de estas propiedades son limitadas. Por lo tanto se creó una nueva herramienta, llamada TriDes. Esta técnica está basada en un principio físico distinto de los que se usan en las técnicas establecidas y combina la caracterización de hidrógeno en el acero en y la caracterización mecánica y/o tribológica. La técnica es portatil lo que permite determinar concentración local de hidrógeno con alta resolución espacial durante todo el ciclo de vida de elementos fabricados en acero y además evaluar la dureza y resistencia al desgaste del acero. Se ha investigado la capacidad de la técnica para el desarrollo de aceros para aplicaciones en gasoductos y construcciones marinas
Estudio de la calidad del árido reciclado y su relación con la resistencia a compresión del hormigón reciclado utilizando una base de datos
This work studies the physical and mechanical properties of recycled concrete aggregate (recycled aggregate from concrete waste) and their influence in structural recycled concrete compressive strength. For said purpose, a database has been developed with the experimental results of 152 works selected from over 250 international references. The processed database results indicate that the most sensitive properties of recycled aggregate quality are density and absorption. Moreover, the study analyses how the recycled aggregate (both percentage and quality) and the mixing procedure (pre-soaking or adding extra water) influence the recycled concrete strength of different categories (high or low water to cement ratios). When recycled aggregate absorption is low (under 5%), pre-soaking or adding extra water to avoid loss in workability will negatively affect concrete strength (due to the bleeding effect), whereas with high water absorption this does not occur and both of the aforementioned correcting methods can be accurately employed.El estudio analiza las propiedades físico-mecánicas de los áridos reciclados de hormigón (procedentes de residuos de hormigón) y su influencia en la resistencia a compresión del hormigón reciclado estructural. Para ello se ha desarrollado una base de datos con resultados de 152 trabajos seleccionados a partir de más de 250 referencias internacionales.
Los resultados del tratamiento de la base indican que densidad y absorción son las propiedades más sensibles a la calidad del árido reciclado. Además, este estudio analiza cómo el árido reciclado (porcentaje y calidad) y el procedimiento de mezcla (presaturación o adición de agua extra) influyen en la resistencia del hormigón reciclado de diferentes categorías (alta o baja relación agua-cemento). Cuando la absorción es baja (inferior al 5%) presaturar o añadir agua para evitar pérdidas de trabajabilidad afectan negativamente a la resistencia (debido al bleeding), mientras que cuando es alta esto no sucede y ambos métodos son adecuados
Efecto de puzolanas con características físicas y químicas diferentes sobre las propiedades del hormigón
The durability of concrete structures is an important issue nowadays. Specifically in the case of reinforced concrete bridges or other infrastructures one of the main form of environmental attack is the penetration of chloride ions, which leads to corrosion of concrete steel reinforcement.
This study aims to evaluate the effect of the introduction of metakaolin and diatomite, two chemically and physically different pozzolans, on the resistance of concrete to the penetration of chlorides but also the effect on other properties of concrete, namely, its compressive strength and its porosity distribution.
The results of this study show that the pozzolans physical and chemical characteristics have a strong influence on the pozzolans behavior and, consequently, on the concrete properties.La durabilidad de las estructuras de hormigón es un tema importante hoy en día. En concreto, en el caso de los puentes de hormigón armado u otras infraestructuras, el principal factor de agresión medioambiental es la penetración de iones cloruro, lo que conduce a la corrosion del acero de refuerzo del hormigón. Este estudio tiene como objetivo evaluar el efecto de la introducción de metacaolín y diatomita, dos puzolanas química y físicamente diferentes, sobre la resistencia del hormigón a la penetración de cloruros, y también sobre otras de sus propiedades como la distribución de su porosidad o su resistencia a compresión.
Los resultados de este estudio muestran que las características fisicoquímicas de las puzolanas tienen una fuerte influencia en su comportamiento y en consecuencia, en las propiedades del hormigón
El impacto sobre las propiedades mecánicas de la saturación de agua de los ladrillos cerámicos contemporáneos y del siglo XIX
The paper presents test results concerning ceramic bricks produced in 1880’s. Bricks were obtained from a building erected as part of Archduke Rudolf barracks in Krakow. The tests helped to specify changes in brick compressive strength and hardness, caused by water saturation in the ceramic material. For comparison purposes, tests were also carried out on contemporary bricks. Tests showed that mechanical properties of the ceramic bricks in the water saturation state were worse than in the dry state. The impact of strong brick moisture on changes of mechanical parameters is essential in terms of safety assessment for brick structures.En el artículo se presentan los resultados del estudio de los ladrillos cerámicos producidos en los años 80 del siglo XIX. Los ladrillos se obtuvieron del edificio que forma parte de un conjunto de cuarteles del archiduque Rudolfo en Cracovia en Polonia. En los estudios se han determinado los cambios de la resistencia a la compresión y la dureza de los ladrillos, por efecto de la saturación de agua del material cerámico. A efectos comparativos, se han realizado también estudios de ladrillos producidos en la actualidad. Se ha comprobado que la saturación de agua de los ladrillos cerámicos lleva consigo una considerable disminución de las propiedades mecánicas. Por lo tanto, el impacto de la alta humedad de los ladrillos sobre el cambio de las propiedades mecánicas constituye un factor significativo en la evaluación de la seguridad en las construcciones de ladrillo