Reutilización de residuos de construcción en la preparación de cementos de activación alcalina

Abstract

[EN] There is a great quantity of waste not only from the construction process, but also from the demolition of existing buildings, occupying a large volume and making their disposal difficult and expensive. This material’s recovery is limited, generally, to its use as filler or as recycled aggregate, so improvements of this material are intended through alkaline activation binders that could be used in usual construction processes. This not only would reduce existing volumes of this residue, but also, more sustainable and durable binders could been obtained than those made of ordinary Portland cement, this due to the durability and environmental benefits involving this kind of binder. A construction and demolition waste was physically and chemically characterized resulting in significant fractions of concrete, mortar, bricks, ceramic waste, among others. Analysis by X-ray fluorescence (XRF) showed that its chemical composition is primarily CaO, SiO2 and Al2O3, while an analysis by X-ray diffraction showed that it is an amorphous material presenting some crystalline products, been quartz (SiO2) and calcite (CaCO3) the principals. RCD pozzolanic properties were studied by measuring the electrical conductivity and pH of lime/RCD solutions at a temperature of 60oC. Proving that the RCD lacks of important pozzolanic properties. The material was alkali activated using NaOH and sodium silicate as activators, reaching up to 18,00 MPa compressive strength for three days of curing at 65oC. This result was improved with the inclusion of blast furnace slag in the mortar matrix. In this case 70 MPa were exceeded with a substitution of 20% of slag. By the conclusion it has been shown binders from an RCD or RCD/slag could be manufactured without using no Portland cement, by manufacturing geopolymers.

[ES] Existe una gran cantidad de residuos procedentes no solo de procesos de construcción, sino también, de procesos de demolición de construcciones existentes, ocupando un gran volumen y haciendo que su disposición final sea difícil y costosa. La valorización de este tipo de material se limita, por lo general, al uso como material de relleno o como árido reciclado, por lo que se pretende valorizar este material haciendo conglomerantes de activación alcalina que pudieran ser utilizados en procesos constructivos comunes. Esto no solo supondría una reducción de los volúmenes existentes de este residuo, sino que también, se obtendrían conglomerantes más sostenibles y durables que los fabricados con cemento portland tradicional, esto debido a las ventajas de durabilidad y medio ambientales que suponen esta clase de conglomerante. Se caracterizó física y químicamente un residuo de construcción y demolición resultando ser material con fracciones importantes de hormigón, morteros, ladrillos, residuos cerámicos, entre otros. Un análisis por fluorescencia de rayos X (FRX) mostró que su composición química es principalmente CaO, SiO2 y Al2O3, mientras que un análisis por difracción de rayos X mostró que es un material amorfo, presentando algunos productos cristalinos, siendo cuarzo (SiO2) y la calcita (CaCO3) los principales. Se estudiaron las propiedades puzolánicas del RCD midiendo la conductividad eléctrica y el pH de soluciones cal/RCD a una temperatura de 60oC. Resultando que el RCD carece de propiedades puzolánicas importantes. Se activó alcalinamente dicho material, utilizando NaOH y silicato sódico como activadores, alcanzando hasta 18,00 MPa de resistencia a compresión para tres días de curado a 65oC. Dicho resultado se mejoró con la inclusión de escoria de alto horno en matriz de los morteros. En este caso se superaron los 70 MPa con una sustitución de escoria del 20%. En conclusión se ha demostrado que se podrían fabricar conglomerantes sin cemento portland a partir de un RCD o RCD/escoria, mediante la fabricación de geopolímeros.