Materiales de Construcción (E-Journal)
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Limpieza real de costra negra de contaminación en arenisca silícea con láser de elevado pulso de repetición: efectos morfológicos en la superficie
Get PDFThis research project studies the role of pulse repetition rate in laser removal of black soiling crust from siliceous sandstone, and specifically, how laser fluence correlates with high pulse repetition rates in cleaning practice. The aim is to define practical cleaning processes and determine simple techniques for evaluation based on end-users’ perspective (restorers). Spot and surface tests were made using a Q-switched Nd:YAG laser system with a wide range of pulse repetition rates (5–200 Hz), systematically analysed and compared by macrophotography, portable microscope, stereomicroscope with 3D visualizing and area roughness measurements, SEM imaging and spectrophotometry. The results allow the conclusion that for operation under high pulse repetition rates the average of total energy applied per spot on a treated surface should be attendant upon fluence values in order to provide a systematic and accurate description of an actual laser cleaning intervention.En este trabajo se estudia el papel de la frecuencia de repetición en la limpieza láser de costras de contaminación sobre una arenisca silícea, y concretamente, como se relaciona fluencia y frecuencias elevadas en una limpieza real. Se pretende definir un procedimiento práctico de limpieza y determinar técnicas sencillas de evaluación desde el punto de vista de los usuarios finales (restauradores). Para el estudio se realizaron diferentes ensayos en spot y en superficie mediante un equipo Q-switched Nd:YAG con un amplio rango de frecuencias (5–200 Hz), que se analizaron y compararon sistemáticamente mediante macrofotografía, microscopio portátil, estereomicroscopio con visualización 3D y mediciones de rugosidad en área, imágenes SEM y espectrofotometría. Los resultados permiten proponer que, al trabajar con altas frecuencias, la media de la energía total depositada por spot en la superficie debería acompañar los valores de fluencia para describir y comprender mejor una limpieza real con láser
Contribuciones al estudio de la porosidad de geopolímeros basados en cenizas volantes. Relación entre grado de reacción, porosidad y resistencia a compresión
Get PDFThe main contribution of this paper relates to the development of a systematic study involving a set of parameters which could potentially have an impact on geopolymer properties: curing temperature, type of activating solution, alkali metal in solution, incorporation of slag (Ca source) and type of slag used. The microstructures, degrees of reaction, porosities and compressive strengths of geopolymers have been evaluated. Geopolymers prepared with soluble silicate presented a more compacted and closed structure, a larger amount of gel, lower porosity and greater compressive strength than those prepared with hydroxides. On the other hand, Na-geopolymers were more porous but more resistant than K-geopolymers. Although there is an inverse relation between degree of reaction and porosity, between compressive strength and porosity it is not always inversely proportional and could, in some cases, be masked by changes produced in other influencing parameters.La principal contribución de este documento es el desarrollo de un estudio sistemático implicando una serie de parámetros que podrían afectar a las propiedades de los geopolímeros: temperatura de curado, solución activadora, metal alcalino de la solución, incorporación de escorias (fuente de calcio) y tipo de escorias. Se han evaluado: microestructura, grado de reacción, porosidad y resistencia a compresión. Los geopolímeros preparados con silicatos presentaron un microestructura más densa y compacta, una mayor cantidad del gel geopolimérico, menor porosidad y mejores propiedades mecánicas que los preparados con hidróxidos. Los geopolímeros preparados con sales de sodio fueron más porosos pero más resistentes que los preparados con sales potasio. Aunque existe una relación inversa entre el grado de reacción y la porosidad, en algunos casos, la relación entre resistencia y porosidad es inexistente ya que puede estar enmascarada por cambios producidos por otros parámetros que afecten a la reacción
Morteros de cemento basado en sedimentos marinos y polvo de concha de ostra
Get PDFAdditions of dredged marine sediments and oyster shell powder (OS) as cement substitute materials in mortars are examined by several techniques. The sediments have high water and chloride contents and calcite, quartz, illite and kaolinite as principal minerals. The OS powders are entirely composed of calcium carbonate and traces of other impurities. Four mixtures of treated sediments and OS powders at 650 °C and 850 °C are added to Portland cement at 8%, 16% and 33% by weight. The hydration of composite pastes is followed by calorimetric tests, the porosity accessible to water, the bulk density, the permeability to gas, the compressive strength and the accelerated carbonation resistance are measured. In general, the increase of addition amounts reduced the performance of mortars. However, a reduction of gas permeability was observed when the addition was up to 33%. Around 16% of addition, the compressive strength and carbonation resistance were improved.En este trabajo se ha valorado la sustitución de cemento en morteros por sedimentos marinos dragados y polvo de concha de ostra (OS). Los sedimentos tienen altos contenidos de agua, cloruros, calcita, cuarzo, illita y caolinita como minerales principales. Los polvos OS están compuestos de carbonato cálcico y trazas de otras impurezas. Se añadieron a un cemento Portland, cuatro mezclas de los sedimentos y polvos de OS tratados a 650 °C y 850 °C en proporciones del 8%, 16% y 33% en peso. La hidratación de pastas se estudió a través de calorimetría. Se estudió además la porosidad accesible al agua, densidad aparente, permeabilidad al gas, resistencia a compresión y carbonatación acelerada. En general, un aumento en la adición produjo una reducción del rendimiento de los morteros. Se observó, sin embargo, una reducción de la permeabilidad a los gases con porcentajes de adición de hasta el 33%. Con valores del 16% de sustitución, mejoraron las resistencias mecánicas y la resistencia frente a la carbonatación
Aprovechamiento de barros procedentes de central de áridos para la elaboración de piezas cerámicas porosas
Get PDFAggregates (gravel and sand) are, after water, the Earth’s second most used natural resource, representing about 50% of all consumed mineral resources. Aggregate production generates a large quantity of waste from the aggregate washing process. This waste is made up of suspended solids – sludge – which has a great environmental impact. It is deposited in huge troughs because of the impossibility of discharging it directly into rivers. Many plants have incorporated decanters and filter presses to separate the solid from the liquid fraction. This paper evaluates the possibility of exploiting the solid fraction (i.e. sludge) in the manufacture of fired clay bricks. The added value of these bricks is, on the one hand, the exploitation of sludge as a currently useless waste product, and on the other, the use of this sludge to enhance the physical and mechanical properties of conventional fired clay bricks.Los áridos son la segunda materia prima más consumida en la Tierra después del agua, representando alrededor del 50% de todos los recursos minerales consumidos. El proceso de elaboración de estos áridos genera una gran cantidad de residuos procedentes de su lavado. Se trata de partículas sólidas en suspensión – lodos – de gran impacto ambiental, que se depositan en grandes charcas ante la imposibilidad de verterlos directamente al rio. Muchas empresas han incorporado decantadores y filtros de prensa para separar la fracción solida de la líquida. El presente trabajo evalúa la posibilidad de utilizar la fracción sólida, es decir el barro, para la fabricación de piezas cerámicas. El valor añadido de estas piezas es por un lado el aprovechamiento del barro como producto residual, que en estos momentos es desechable, y por otro, conseguir que este barro mejore las propiedades físico-mecánicas de la cerámica convencional
Influencia del árido y materiales cementantes suplementarios en las propiedades de los morteros de cal hidratada
Get PDFHydrated lime is a historic material currently used in conservation. It hardens slowly by carbonation slowing construction however, supplementary cementitious materials accelerate hardening enhancing strength. Hydrated-lime mortars with rice husk ash–RHA-; ground granulated blastfurnace slag–GGBS- and increasing amounts of two aggregates were studied. Increasing aggregate lowered strength as interfacial zones proliferate; it lowered hygric properties and raised water demand. Aggregate content/composition didn’t affect the high water retention. For the higher aggregate contents (90 days), limestone mortars are c.20% stronger than silica mortars while the (1:1) silica sand mortars are 56% stronger in flexion. Additions increased strength with little impact on hygric properties. GGBS increased strength c.six times. RHA increased strength with little impact on hygric properties due to its great specific surface and high water-demand increasing porosity. GGBS and RHA properties ruling hydrate production and the kinetics of the pozzolanic reaction are considered partially responsible for the mortar property variation.La cal hydratada es un material histórico que se usa en conservación. Endurece despacio por carbonatacion pero materiales cementantes suplementarios aceleran su endurecimiento. Se estudian morteros de cal con escoria granulada molida de alto horno (GGBS) y ceniza de cascara de arroz (RHA) con cantidades variables de dos tipos de árido. GGBS multiplicó por 6 la resistencia mecánica del mortero de cal. RHA afectó ligeramente las propiedades hídricas por su elevada superficie específica que incrementa el agua de mezclado aumentando la porosidad. El aumento de árido redujo la resistencia mecánica, trabajabilidad y propiedades hídricas del mortero. La cantidad/composición del árido no afectó la alta retención de agua. Los morteros de árido de caliza (2:1 y 3:1) incrementaron un 20% su resistencia a la compresión con respecto a los de arena de sílice mientras que la resistencia a la flexión de los arena de sílice (1:1) es 56% superior que sus equivalentes de caliza
Influencia del mucílago de cactus y extracto de algas pardas marinas en la resistencia a compresión y durabilidad del hormigón
Get PDFThis paper presents the mechanical performance and durability of concrete with water/cement (w/c) ratios of 0.30 and 0.60 containing cactus mucilage and brown marine seaweed extract solutions (at 0.5° Brix concentrations). Cylindrical specimens (100 mm x 200 mm) were cast and moist-cured for 0 and 28 days. Compressive strength, rapid chloride permeability, and chloride diffusion tests were conducted to evaluate all of the concrete mixes at the ages of 60 and 120 days. In addition, accelerated carbonation tests were carried out on specimens at the age of 180 days by exposure to 23 °C, 60% RH and at 4.4% CO2 for 120 days. The compressive strength results showed that only one concrete mix with admixtures increased in strength compared to the control. Regarding the rapid chloride permeability, chloride diffusion and carbonation, the results indicated that the durability of concretes containing organic additions was enhanced compared to the control.Este trabajo presenta el comportamiento mecánico y de durabilidad de concretos con relaciones agua/cemento de 0.30 y 0.60, conteniendo soluciones de mucílago de nopal y extracto de algas marinas cafés (0.5 °Brix de concentración). Especímenes cilíndricos (100 mm x 200 mm) fueron elaborados y curados en húmedo por 0 y 28 días. Se evaluó la resistencia a la compresión, permeabilidad rápida y difusión de cloruros a los 60 y 120 días de edad. Adicionalmente, se realizaron pruebas de carbonatación acelerada en especímenes con 180 días de edad, expuestos a 23 °C, 60% HR y 4.4% de CO2 por 120 días. Los resultados de resistencia a la compresión muestran que únicamente una mezcla de concreto con adición orgánica incrementó su resistencia con respecto al control. Con respecto a la permeabilidad rápida a cloruros, difusión de cloruros y carbonatación, los resultados indican que la durabilidad de los concretos que contenían adiciones orgánicas fue mejorada con respecto al control
Efecto de la adición de huesos de aceituna triturados en las propiedades físicas y mecánicas de ladrillos de arcilla
Get PDFThis study deals with the effect of ground olive stones (GOS) on the performance of fired clay bricks. Seven different clay-GOS mixes with 0, 1, 2, 3, 4, 5 and 10 wt % of GOS respectively were used for making fired brick samples. All samples were fired at 900 °C. The technological properties of the resultant material were then determined, including shrinkage, apparent density, pore size distribution, thermal conductivity, water absorption, and compressive and flexural strength. The addition of GOS to the mixture reduced the compressive strength of fired clay bricks. All clay brick pieces exhibited low firing shrinkage. It was apparent that as the percentage of GOS increased in the body, there was a noticeable increase in porosity. The water absorption coefficient decreased with increasing additions. The results indicated that thermal conductivity decreases with decrease in density and increase in porosity in fired clay bricks.En este trabajo se ha estudiado el efecto de la incorporación de huesos de aceituna triturados en las prestaciones de ladrillos de arcilla cocida. Se utilizaron siete proporciones de huesos de aceituna 0 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 % y 10 % en peso. Todas las muestras se calcinaron a 900 °C y posteriormente se determinaron las propiedades resultantes, incluyendo la densidad aparente, retracción, distribución de tamaños de poro, conductividad térmica, absorción de agua y resistencias mecánicas. La adición de huesos de aceituna molidos a la mezcla redujo la resistencia a la compresión de los ladrillos de arcilla cocida. Además se observó que todas las piezas de ladrillo mostraron baja retracción tras exposición a altas temperaturas. Como era de esperar a medida que el porcentaje de huesos de aceituna molidos aumentó, la porosidad se incrementó de manera evidente. El coeficiente de absorción de agua disminuyó con el aumento del porcentaje de sustitución. Los resultados indicaron que la conductividad térmica disminuye con la disminución de la densidad y el aumento de la porosidad
Formación y características de hidratación temprana del C2.75B1.25A3-C2S
Get PDFC2.75B1.25A3-C2S is selected to investigate the formation of C2.75B1.25A3. On the contrary, when the temperature is in the range of 1200 °C–1350 °C, the initially formed C2S could provide a surface for the nucleation of C2.75B1.25A3, which contributes to its formation. Moreover, at 1350 °C, the large amount of previously formed C2S benefits the extent of formation of C2.75B1.25A3 hydration are found within 2 h and 12 h under 95% RH at 1 °C, respectively, whereas C2S is unhydrated at this moment.En el cemento de sulfoaluminato de calcio y bario, el C2.75B1.25A3-C2S para investigar la formación de C2.75B1.25A3, mientras que cuando la temperatura está entre 1200 °C-1350 °C, el C2S proporcionaría una superficie de nucleación de C2.75B1.25A3, lo que contribuye a su formación. Además, a 1350 °C, la gran cantidad de C2S formado beneficia la formación de C2.75B1.25A3, mientras que el C2S permanece sin hidratar
Reciclado de residuos cerámicos en materiales absorbentes acústicos
Get PDFThe scope of this investigation is to develop a material mainly composed (80% w/w) of ceramic wastes that can be applied in the manufacture of road traffic noise reducing devices. The characterization of the product has been carried out attending to its acoustic, physical and mechanical properties, by measuring the sound absorption coefficient at normal incidence, the open void ratio, density and compressive strength. Since the sound absorbing behavior of a porous material is related to the size of the pores and the thickness of the specimen tested, the influence of the particle grain size of the ceramic waste and the thickness of the samples tested on the properties of the final product has been analyzed. The results obtained have been compared to a porous concrete made of crushed granite aggregate as a reference commercial material traditionally used in similar applications. Compositions with coarse particles showed greater sound absorption properties than compositions made with finer particles, besides presenting better sound absorption behavior than the reference porous concrete. Therefore, a ceramic waste-based porous concrete can be potentially recycled in the highway noise barriers field.El objetivo de este trabajo es desarrollar un material absorbente acústico compuesto fundamentalmente por residuos cerámicos (80% p) que se pueda utilizar en la fabricación de dispositivos reductores de ruido de carretera. La caracterización del producto se ha llevado a cabo atendiendo a sus propiedades acústicas, físicas y mecánicas, determinando el coeficiente de absorción acústica a incidencia normal, porosidad abierta, densidad y resistencia a compresión. La absorción acústica de un material poroso está fuertemente determinada por el tamaño de poro y por la longitud dela probeta sometida a ensayo. De este modo, se ha analizado la influencia del tamaño de partícula del residuo cerámico y del espesor de las muestras estudiadas en las propiedades del producto final. Los resultados obtenidos se han comparado con los obtenidos para un hormigón poroso elaborado con árido grueso, que se ha tomado como producto de referencia tradicionalmente empleado en este tipo de aplicaciones. Las composiciones elaboradas con el residuo de mayor tamaño de partícula han mostrado mayor absorción acústica, incluso mayor que las del hormigón poroso comercial. Por tanto, un hormigón poroso elaborado con residuos cerámicos puede ser potencialmente empleado como material en la fabricación de barreras acústicas de carretera
ACV de la manufactura regional de ladrillos
Get PDFThis document presents a Life Cycle Assessment (LCA) study to quantify the environmental cradle-to-gate impact of the manufacture of brick for the construction industry, produced with material of igneous source. Its mineral composition and thermal isolation properties were characterized for use in real estate construction. The LCA results for brick manufacture using this material identified the greatest environmental impact to be associated with material extraction and its proportional cement content. Additionally, this document presents an evaluation of the environmental impact of the manufacturing process by comparing traditional fired clay brick and brick of the material under study. In conclusion, the studied material shows thermal insulation qualities and suitability for the manufacture of bricks with low incorporated energy.Este trabajo presenta un estudio de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) para cuantificar los impactos ambientales de la cuna a la puerta de la manufactura de ladrillos para la industria de la construcción, fabricados de un material de origen ígneo. Se caracterizó su composición mineralógica y propiedades de aislamiento térmico para ser usado en la construcción de inmuebles. Los resultados ACV de la fabricación de ladrillos de este material, identificaron la mayor contribución a los impactos ambientales asociados a la extracción del material y la cantidad proporcional de cemento. Adicionalmente, se presenta una evaluación comparativa del impacto ambiental entre la manufactura de un ladrillo tradicional de arcilla cocido y de un ladrillo del material en estudio. En conclusión el material estudiado muestra cualidades de aislamiento térmico y es adecuado para la fabricación de ladrillos con baja energía incorporada