Materiales de Construcción (E-Journal)
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Materiales compuestos de cáscaras de maní y cemento. Influencia de diferentes tratamientos químicos sobre las propiedades mecánicas
Get PDFAn abundance of agri-food waste in the area around Cordoba, Argentina, has driven the development of new construction materials. This study explored the applicability of peanut shells as additions in cement blends and the suitability of the properties of the resulting mixes for use in construction materials.
The mechanical properties of the specimens were observed to improve when the shells were previously treated with quicklime (CaO) or when sodium silicate and aluminium sulphate were added to the blend.
While the resulting materials did not exhibit the same mechanical properties as traditional mortars and concretes, they do appear to be apt for use in lightweight and non-bearing structures.La abundante disponibilidad de residuos de la agroindustria local (Córdoba, Argentina), ha promovido el desarrollo de nuevos materiales para la construcción. Este trabajo de investigación se desarrolla a partir de la utilización de cáscara de maní como agregado en mezclas de cemento a fin de conocer las propiedades obtenidas en relación al tratamiento de dicho agregado, para la producción de materiales de construcción.
Los ensayos demostraron mejoras en las propiedades mecánicas de las probetas realizadas con cemento y cáscaras previamente tratadas con cal viva (CaO), también en aquéllas aditivadas con silicato de sodio y sulfato de aluminio.
Si bien los materiales resultantes no tienen las propiedades mecánicas de los morteros y hormigones tradicionales, parecen interesantes para ser aplicadas en componentes de construcción livianos y de uso no portante
Refuerzo de vigas de madera mediante perfiles metálicos situados en la cara superior
Get PDFA procedure for the reinforcement of timber floor joists in ancient buildings using steel U shape cross sections screwed to timber from the upper side is described. Bending tests of 3 groups of 10 beams were carried out obtaining the stiffness and load carrying capacity. The first one was composed by pieces of glued laminated timber of Spruce with 180x200 mm cross section; the second one was of Scots pine sawn timber with the same cross section; and the third one was 120 years old solid timber beams of genus Pine with 130x150 mm cross section. Each group was divided in two groups of 5 beams. The first sub-group was tested without reinforcement and the second one was tested with the steel reinforcement. The reinforcement increases the stiffness from 45 to 98 % and the load carrying capacity from 27 to 58 %.Se describe un procedimiento para el refuerzo de viguetas de madera en edificios antiguos utilizando perfiles de acero con sección en U conectados a la madera con tirafondos y situados en la cara superior. Se realizaron ensayos a flexión sobre 3 grupos de 10 piezas obteniendo la rigidez y la capacidad de carga. El primero compuesto por piezas de madera laminada encolada de abeto con una sección de 180x200 mm; el segundo con madera aserrada de pino silvestre; y el tercero con madera del género Pinus con una sección de 130x150 mm, con 120 años de antigüedad. Cada grupo se dividió a su vez en dos grupos de 5 piezas. El primer subgrupo se ensayó sin refuerzo y el segundo con el refuerzo metálico. El refuerzo incrementa la rigidez entre el 45 y el 98 % y la capacidad de carga entre el 27 y el 58 %
Comportamiento físico del mármol blanco de Macael (España) por oscilación térmica de bajo y medio rango
Get PDFWhite marble specimens from Macael in the Spanish province of Almeria were exposed to narrow- (50/20 ºC) and medium- (100/-20 ºC and 75/-20 ºC) range thermal stress cycles. The effects were monitored with ultrasound techniques. Ultrasound velocity declined considerably in samples subjected to 100/-20 ºC cycles, more moderately when the range was 75/-20 ºC and insignificantly when it was narrowed to 50/-20 ºC. All variations were recorded in the first five to seven cycles, with values flattening thereafter. The Schmidt hardness and compression test results concurred with the ultrasound findings. Petrographic and scanning electron microscope (SEM) imaging revealed some very superficial granular decohesion in the specimens subjected to forty 100/-20 ºC cycles. The concurrent results from compression testing on the one hand and surface hardness and ultrasound measurements on the other confirmed the validity of the latter two nondestructive techniques (NDT) for determining the effects of thermal stress cycling on stone mechanical strength.Se aplican ciclos de estrés térmico de medio (100/-20 ºC y 75/-20 ºC) y bajo (50/-20 ºC) rango sobre probetas de mármol blanco de Macael (Almería, España), y se evalúa ciclo a ciclo su incidencia mediante ultrasonidos. Los resultados indican un considerable descenso de velocidad de los ultrasonidos en las muestras sometidas a estrés de 100/-20 ºC, más moderado en el caso de 75/-20 ºC, poco significativo en el caso de 50/-20 ºC. Las variaciones de velocidad tienen lugar durante los primeros ciclos (5-7), permaneciendo los valores constantes en ciclos posteriores. Los resultados proporcionados por medidas de dureza de Schmidt, y de rotura por compresión uniaxial son coincidentes con los proporcionados por los ultrasonidos. Las imágenes de microscopía petrográfica y electrónica (SEM) manifiestan una cierta descohesión granular en zonas muy superficiales de las probetas sometidas a 40 ciclos de 100/-20 ºC. La coincidencia entre los datos por las técnicas de rotura por compresión, medidas de dureza superficial y ultrasonidos indican la validez de estas dos últimas —técnicas no destructivas, NDT— en el control de la incidencia de ciclos de stress térmico sobre las características mecánicas de materiales pétreos
Modelos estructurales del empaquetamiento aleatorio de partículas esféricas de Tobermorita: una aproximación computacional sencilla
Get PDFIn this work, and in order to bring together the atomistic and colloidal viewpoints, we will present a Monte Carlo computational scheme which reproduces the colloidal packing of nano-spherical crystalline tobermorite-like particles. Different Low Density (LD) CS- H and High Density (HD) C-S-H structures will be developed just by varying the computational packing parameters. Finally, the structures resulting from our computational experiments will be analyzed in terms of their densities, surface areas and their mechanical properties.En este trabajo y con el objetivo de conjugar el punto de vista atomístico y coloidal, presentamos un método computacional Monte Carlo que reproduce el empaquetamiento coloidal de nano-partículas esféricas cristalinas de tipo Tobermorita. Variando los parámetros computacionales de empaquetamiento diferentes estructuras tipo Low Density (LD) C-S-H y High Density (HD) C-S-H han sido creadas. Posteriormente, las estructuras resultantes de nuestros experimentos computacionales han sido analizadas en términos de sus densidades, áreas específicas y propiedades mecánicas
Análisis bibliométrico de las publicaciones científicas españolas en la categoría Construction & Building Technology de la base de datos Web of Science (1997-2008)
Get PDFIn this paper the publications from Spanish institutions listed in the journals of the Construction & Building Technology subject of Web of Science database for the period 1997- 2008 are analyzed. The number of journals in whose is published is 35 and the number of articles was 760 (Article or Review). Also a bibliometric assessment has done and we propose two new parameters: Weighted Impact Factor and Relative Impact Factor; also includes the number of citations and the number documents at the institutional level. Among the major production Institutions with greater scientific production, as expected, the Institute of Constructional Science Eduardo Torroja (CSIC), while taking into account the weighted impact factor ranks first University of Vigo. On the other hand, only two journals Cement and Concrete Materials and Materials de Construction agglutinate the 45.26% of the Spanish scientific production published in the Construction & Building Technology subject, with 172 papers each one. Regarding international cooperation, include countries such as England, Mexico, United States, Italy, Argentina and France.En este trabajo se analizan las publicaciones procedentes de instituciones españolas recogidas en las revistas de la categoría Construction & Building Technology de la base de datos Web of Science para el periodo 1997-2008. El número de revistas incluidas es de 35 y el número de artículos publicados ha sido de 760 (Article o Review). Se ha realizado una evaluación bibliométrica con dos nuevos parámetros: Factor de Impacto Ponderado y Factor de Impacto Relativo; asimismo se incluyen el número de citas y el número de documentos a nivel institucional. Entre los centros con una mayor producción científica destaca, como era de prever, el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC), mientras que atendiendo al Factor de Impacto Ponderado ocupa el primer lugar la Universidad de Vigo. Por otro lado, sólo dos revistas Cement and Concrete Research y Materiales de Construcción aglutinan el 45.26% de toda la producción científica española, con 172 trabajos cada una de ellas. En cuanto a la colaboración internacional, destacan países como Inglaterra, México, Estados Unidos, Italia, Argentina y Francia
Desarrollo de un nuevo sistema de material compuesto: resistente al fuego y altamente estructural
Get PDFInfrastructure and rail sectors share two singularities in terms of materials: highly structural performance and strict fire requirements. Moreover, there is a common growing interest in both sectors: the use of organic matrix composite materials due to their high performance, lightweight and in-service behavior. Traditionally, fire fillers have been added to the matrix, decreasing its mechanical performance in a critical way.
A study about composite materials formed by three different matrices and four different carbon fibers will be presented in this paper. A number of laminates have been manufactured by using these composite materials in order to analyze both the resin processing and the compatibility of the different matrices and fibers. This study is a need due to the fact that these matrices are fire-related and therefore further problems may arise in comparison with standard matrices.Los sectores de la construcción y del ferrocarril tienen dos aspectos en común en el ámbito de los materiales: la utilización de materiales altamente estructurales y la aplicación de estrictos requerimientos de fuego. Asimismo, en ambos sectores existe un interés creciente en el uso de materiales compuestos de matriz orgánica por sus excelentes prestaciones, ligereza y comportamiento en servicio. Tradicionalmente, se han aplicado cargas anti-fuego a la matriz orgánica, disminuyendo sus propiedades mecánicas de forma importante.
En este artículo se presentará un estudio de materiales compuestos formados por tres matrices orgánicas diferentes y cuatro tipos de fibras de carbono. Con estos constituyentes se han fabricado diferentes laminados para analizar, por un lado, la procesabilidad de estas resinas, y, por otro, la compatibilidad de estas resinas con las fibras de refuerzo utilizadas. Este estudio es necesario debido a que al tratarse de resinas formuladas con características frente a fuego y humos, su fabricabilidad puede presentar problemas más complejos que en las resinas convencionales
Reciclado de escorias de fondo de central térmica para su uso como áridos en la elaboración de componentes prefabricados de hormigón
Get PDFThe need to eliminate waste generates costs. When considering the preservation of the environment, the minimization of the consumption of natural resources and energy savings criteria, the need and advisability of studying the feasibility of waste re-use seems clear. However, waste re-use depends on whether they are economically competitive. Therefore, the aim of this study is to evaluate the possible use of slag from a steam power station as aggregate in the manufacture of concrete.
This study included the determination of the physical, chemical and thermal properties of the material, comparing the results to those required by the Spanish structural concrete code (EHE) in determining their acceptance or rejection as a concrete component. The ultimate aim of the research was to determine the highest slag content that could be added to concrete without modifying its strength or durability, with a view to obtaining savings in the manufacture of precast structures.La necesidad de eliminar residuos genera gastos. Considerando criterios de conservación ambiental, minimización del consumo de recursos naturales y ahorro de energía parece claro la necesidad y conveniencia de estudiar la viabilidad del uso de residuos. Sin embargo la utilización de residuos depende de que sean competitivos económicamente. Por tanto el propósito de esta investigación es evaluar el posible uso de las escorias de fondo de una central térmica como áridos para la fabricación de hormigón. En este estudio se incluye la determinación de características físicas, químicas y térmicas y se han comparado los resultados a los requeridos por la EHE para determinar su aceptación o rechazo como componente de un hormigón. El objetivo final de la investigación responde a la utilización de hormigón con el máximo contenido en escorias sin modificar las condiciones de resistencia y durabilidad, consiguiendo un ahorro económico en la fabricación de estructuras prefabricadas
Función de apantallamiento de interferencia electromagnética de pastas de cemento con materiales carbonosos y cenizas volantes procesadas
Get PDFThe study described in this article explored the effect of adding different types of carbon materials (graphite powder and three types of carbon fibre), fly ash (with 5.6%, 15.9% and 24.3% Fe2O3), and a mix of both on electromagnetic interference (EMI) shielding in Portland cement pastes. The parameters studied included the type and aspect ratio of the carbonic material, composite material thickness, the frequency of the incident electromagnetic radiation and the percentage of the magnetic fraction in the fly ash. The findings showed that the polyacrylonitrile-based carbon fibres, which had the highest aspect ratio, provided more effective shielding than any of the other carbon materials studied. Shielding was more effective in thicker specimens and at higher radiation frequencies. Raising the magnetic fraction of the fly ash, in turn, also enhanced paste shielding performance. Finally, adding both carbon fibre and fly ash to the paste resulted in the most effective EMI shielding as a result of the synergies generated.En el presente trabajo se investiga la influencia de la adición de diferentes tipos de materiales carbonosos (polvo de grafito y 3 tipos de fibra de carbono), de una ceniza volante con diferentes contenidos de fase magnética (5,6%, 15,9% y 24,3% de Fe2O3) y de una mezcla de ambos, sobre la capacidad de apantallar interferencias electromagnéticas de pastas de cemento Pórtland. Entre los parámetros estudiados se encuentra: el tipo de material carbonoso, la relación de aspecto del material carbonoso, el espesor del material compuesto, la frecuencia de la radiación electromagnética incidente y el porcentaje de fracción magnética en la ceniza volante. Los resultados obtenidos indican que entre los materiales carbonosos estudiados son las fibras de carbono basadas en poliacrilonitrilo con una mayor relación de aspecto las que dan mejores resultados de apantallamiento. Al aumentar el espesor del material compuesto o la frecuencia de radiación también aumenta la eficacia del apantallamiento. En lo que respecta a la ceniza volante, el incremento de la fracción magnética de la ceniza incrementa el nivel de apantallamiento. No obstante, los resultados más eficaces se obtienen por la adición conjunta de fibras de carbono y ceniza volante debido a un efecto sinérgico
Arena metacaolínica. Material prometedor como adición al cemento Portland
Get PDFThe kaolin sand resource at the Vyšný Petrovec quarry in Slovakia comes to a total of 20 megatonnes. The metakaolin material obtained by heating kaolin sand at 650 ºC contains from 31.5 to 40% (wt) metakaolinite, as well as illite, muscovite, quartz and feldspar. The aim of this study was to verify whether this calcined sand (MK1) is a pozzolanic material and characterize the cements and mortars prepared with it. The hydration reactions taking place in the blends were assessed with conduction calorimetry, X-ray diffraction (XRD) and differential thermal analysis-thermogravimetry (DTA-TG). Blend and mortar strength development and pore structure were also evaluated. The results obtained showed that this metakaolin sand (MK-1) is a pozzolanic material apt for use as a cement addition and for making mortars.Las reservas de arena caolínica de la cantera eslovaca de Vyšný Petrovec ascienden a un total de 20 millones de toneladas. El material metacaolínico, que resulta al calentar la arena caolínica a 650 ºC, contiene entre un 31,5 y un 40% de metacaolinita, además de ilita, moscovita, cuarzo y feldespato. El objetivo de este estudio ha sido comprobar que esa arena calcinada es un material puzolánico; así como caracterizar los cementos y morteros preparados con dicha arena (MK-1). La hidratación de las mezclas se evaluó mediante calorimetría de conducción, y difracción de rayos X (DRX) y Análisis térmico-diferencial y termogravimétrico (ATD-TG). Se ha evaluado el desarrollo resistente de las mezclas y morteros; así como su estructura porosa. Los resultados obtenidos han demostrado que esa arena metacolínica (MK-1) es un material puzolánico y que podría utilizarse como adición al cemento y en la preparación de morteros