Propiedades físicas y mecánicas del hormigón usando polvo residual de desechos orgánicos como reemplazo parcial del cemento

• Autores: I. Izquierdo, O. Soto Izquierdo, M. Ramalho
• Localización: Revista ingeniería de construcción, ISSN-e 0718-5073, Vol. 33, Nº. 3, 2018, págs. 229-240
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Physical and mechanical properties of concrete using residual powder from organic waste as partial cement replacement
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    Resumen: Actualmente, el crecimiento continuo en la demanda de cemento genera preocupaciones ambientales y de sostenibilidad en la industria cementera. Por otra parte, la generación de grandes cantidades de residuos sólidos urbanos a nivel mundial provoca daños en la salud humana y en la calidad del medio ambiente. Por lo anterior, esta investigación propone evaluar la sustitución parcial del cemento Portland por un polvo residual obtenido de la descomposición química de residuos orgánicos de origen vegetal o animal, tales como restos de alimentos (carne, vegetales, frutas, cáscara de huevo), papel, madera, huesos y semillas. De esta forma, una contribución científica podría generar un cambio consciente en el desarrollo de un producto como material alternativo que contribuya con procesos más sostenibles en la industria de la construcción. Se estudiaron tres tipos de mezcla, variando el contenido de cemento, seleccionando las proporciones agregados/cemento (a/c) de 15, 10 y 6. Se prepararon hormigones sustituyendo el cemento por el polvo de residuo orgánico, en peso, en porcentajes de 5, 10, 15 y 20%. Se evaluaron sus propiedades físicas y mecánicas. Los resultados mostraron que el hormigón de referencia presentó mayor resistencia a la compresión que el hormigón con bajo contenido de cemento (proporción a/c de 15:1). Sin embargo, las mezclas preparadas con un 5% de polvo y razón a/c de 10:1 presentaron valores de al menos 2,1% superiores a la resistencia a la compresión del hormigón de referencia. Las mezclas ricas en cemento (razón a/c de 6:1) con reemplazo de polvo de hasta un 10% mostraron un mejor desempeño mecánico, 13% superior, en relación al hormigón padrón. En consecuencia, se puede usar el polvo orgánico como material de relleno (filler) en el hormigón para sustituir parte del cemento puesto que se obtienen hormigones más resistentes y densos y con menor absorción específica e índice de vacíos.

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    Abstract: The continued growth in demand for cement has raised concerns in the industry about environmental and sustainability issues. In addition, the worldwide generation of large quantities of solid waste threatens human health and on environmental quality. This paper proposes to assess the feasibility of using a residual powder derived from organic waste of vegetable or animal origin for replacing a part of Portland cement during concrete production. Specifically, the powder is derived from a living being such as the remains of food (meat, vegetables, fruits, eggshells), paper, wood, bones and seeds. His scientific contribution is a conscious change due to development of an alternative material for contribute with more sustainable processes in the construction industry. Three types of mixtures for cement content were studied: aggregate/cement (A/C) ratios of 15, 10, and 6. Concrete samples were then made by replacing the cement with organic waste powder in percentages of 5%, 10%, 15%, and 20%. These mixtures were evaluated for their physical and mechanical properties. The results showed that the reference concrete had higher compressive strength than the concrete with low cement content (A/C ratio of 15:1). However, samples made with a 5% of powder and an A/C ratio of 10:1 presented values at least 2.1% greater than compressive strength of reference concrete. Mixtures rich in cement (A/C ratio of 6:1) and the powder replacements of up to 10% showed in the best mechanical behavior in 13% in relation to the reference concrete. Therefore, waste powder can be used as filling material to replace a part of the cement, resulting in denser and more resistant concrete, as well as less specific absorption and voids.