Desarrollo de micro-morteros de cemento de fosfato de magnesio formulados con subproductos y residuos industriales
- Autores: Sergio Huete Hernández
- Directores de la Tesis: J. M Chimenos (dir. tes.), Joan Formosa Mitjans (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ignacio Segura Pérez (presid.), María Elena Xuriguera Martín (secret.), Manuel Torres Carrasco (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
Con el fin de desarrollar materiales de construcción más sostenibles, los cementos de fosfato de magnesio (MPC) se presentan como una prometedora alternativa al cemento Portland. En concreto, destacan en cuanto a sostenibilidad los cementos de fosfato de magnesio sostenibles (Sust-MPC) formulados con una fuente de fosfato como es el KH2PO4 y óxido de magnesio de baja ley (LG-MgO), el cual es un subproducto industrial procedente del proceso calcinación de la magnesita natural para la producción de MgO. El Sust-MPC despierta un gran interés desde el punto de vista medioambiental, ya que, por sus propiedades encapsulantes, es compatible con la adición de otros subproductos y residuos como agregados, formando morteros e incluso hormigones dependiendo del tamaño de partícula, y mejorando el comportamiento mecánico del conjunto. Además, cabe la posibilidad que los agregados reaccionen con el Sust-MPC dando lugar a productos de hidratación que potencialmente puedan mejorar si cabe más las propiedades mecánicas del material.
La presente tesis doctoral desarrolla micro-morteros, denominados así por el tamaño de partícula de los agregados, usando Sust-MPC como matriz conglomerante y un subproducto industrial y un residuo como agregados (o micro-agregados). De esta forma se desarrollan dos tipos de micro-morteros, un primero formulado con el conglomerante Sust-MPC y un residuo procedente del reciclaje del vidrio denominado CSP, del inglés Ceramic, Stone and Porcelain, como micro-agregado. El otro micro-mortero incorpora al conglomerante Sust-MPC un residuo procedente de la industria de reciclaje del aluminio, el PAVAL® (PV). La investigación llevada a cabo tiene como objetivo determinar la mejora del comportamiento mecánico del material final, la reducción del potencial lixiviador de los subproductos, y la posibilidad de que estos micro-agregados formen compuestos de tipo silico-fosfatos, para el CSP, y alumino-fosfatos, para el PV, que puedan contribuir de forma positiva al comportamiento general del micro-mortero.
A lo largo de los diferentes capítulos se detallan los resultados para el desarrollo de ambos micro-morteros, los cuales muestran una mejora considerable de las propiedades mecánicas, corroborando la correcta incorporación del subproducto y el residuo en el Sust-MPC. El principal resultado de la tesis doctoral es la observación de la disolución parcial de partículas ricas en Al y Si en la matriz cementante, posiblemente por la formación de nuevos productos de hidratación. Finalmente, se confirma la reducción del potencial lixiviador de metales pesados contenidos inicialmente en el residuo y los subproductos utilizados, gracias a la dilución y acción encapsulante del Sust-MPC.
Las mejores formulaciones seleccionadas se basan en un compromiso entre la resistencia mecánica y el potencial lixiviador del material final, promoviendo la economía circular, las políticas de residuo cero y acercando un poco más a la sociedad al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
