Método sencillo para mejorar la sostenibilidad de la construcción

Apr 20, 2023

TOKIO, JAPÓN — Siglos de edificios, puentes y otras construcciones han utilizado concreto debido a su alta resistencia y producción simple. Sin embargo, aproximadamente el ocho por ciento de las emisiones globales de carbono provienen de la producción de cemento. Por lo tanto, hay esfuerzos continuos para minimizar esta enorme huella de carbono. Algunos de estos esfuerzos de reducción de la contaminación se centran en la reutilización de residuos de hormigón. Por ejemplo, investigadores en Japón recientemente fueron pioneros en la compactación a alta presión como un medio sencillo de reciclar concreto. Sin embargo, es necesario mejorar aún más para hacer un uso óptimo de tales productos.

Ahora, en un estudio publicado recientemente Investigadores en Construcción y Materiales de Construcción del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio han medido experimentalmente los cambios en la resistencia a la compresión y la estructura a escala fina que son inducidos por el tratamiento térmico después de tal compactación. Este estudio ayudará a mejorar las propiedades del hormigón reciclado y mejorará la sostenibilidad de la industria de la construcción.

Se ha propuesto el tratamiento térmico como un medio para mejorar la utilidad de la compactación a alta presión. Sin embargo, los resultados han sido mixtos, desde calidad deteriorada hasta calidad mejorada. "Buscamos agregar claridad a este debate", explica Md. Ibrahim Mostazid, autor principal. "Al estudiar sistemáticamente las condiciones comunes de tratamiento térmico y la microestructura correspondiente, hemos evaluado rigurosamente las propiedades mejoradas del producto de hormigón resultante".

Los investigadores probaron mezclas de cemento portland reciclado con aditivos de hierro/acero y escoria de alto horno. Probaron tres tratamientos térmicos posteriores a la compactación comunes. Todos los tratamientos térmicos impartieron reorganizaciones microestructurales que resultaron en propiedades mejoradas. Además, la incorporación de escoria aumentó la densidad y la homogeneidad a escala fina del hormigón, lo que contribuyó aún más a mejorar las propiedades. Por ejemplo, en una mezcla de concreto, la esterilización en autoclave posterior a la compactación a 180 °C durante ocho horas aumentó la resistencia a la compresión en más de cinco veces en comparación con la ausencia de esterilización en autoclave. En otras palabras, los investigadores han desarrollado un medio energéticamente eficiente para mejorar el resultado del reciclaje de hormigón.

"Diferentes tratamientos térmicos mejoraron la resistencia del hormigón, pero por diferentes mecanismos", dice Mostazid. "Por ejemplo, esterilizar el hormigón en autoclave correspondió a la producción de hidrogranate, un mineral diferente al que observamos después de los tratamientos térmicos simples".

En el futuro, los investigadores pueden comparar estos datos con los resultados de sus propios programas de reciclaje de concreto, por ejemplo, curado con vapor. Al hacerlo, las pruebas de rendimiento del hormigón reciclado tendrán claros puntos de referencia numéricos y microestructurales. Dichos estándares ayudarán a los investigadores a evaluar diferentes procedimientos que apuntan a los mismos objetivos de sostenibilidad ambiental y ayudarán a minimizar la huella de carbono de la industria de la construcción.

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio