Addition of new polymerbased and mineral-based fillers in mortar: influences of polyurethane and afwillite on the microstructure and final properties
| Autor: | Raquel Arroyo Sanz |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Calderón Carpintero, Verónica, Gutiérrez González, Sara, Horgnies, Matthieu, Universidad de Burgos. Departamento de Construcciones Arquitectónicas e Ingeniería de la Construcción y del Terreno |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
Physics
Polyurethane foam waste 3312.08 Propiedades de Los Materiales 2304.21 Poliuretanos Retracción Microestructure Microestructura Afwillita Building materials Mortero ligero Afwillite Drying shrinkage Materiales de construcción Residuo de espuma de poliuretano Composite material Humanities 3312.02 Aglomerantes Lightweight mortar 3312.09 Resistencia de Materiales |
| Zdroj: | Repositorio Institucional de la Universidad de Burgos (RIUBU) instname |
| DOI: | 10.36443/10259/4610 |
| Popis: | Para reducir la cantidad de plasticos y polimeros que se depositan en vertederos se ha realizado la inclusion de compuestos tales como residuos de espuma de poliuretano como material reciclado y reutilizable en sustitucion de cantidades variables de aridos en la produccion de nuevos materiales de construccion debido a sus caracteristicas fisicas y quimicas. Con la intencion de eliminar la limitacion de resistencia mecanica derivada del empleo de polimero, y en un intento de ir mas lejos en este campo de investigacion, se han modificado las propiedades quimicas de los aglutinantes con tensioactivos no ionicos que aumentan el efecto sobre la hidratacion del clinker. Esta alteracion produce un cambio importante en la resistencia mecanica para lograr materiales estructurales reciclados con una baja densidad con respecto a los morteros ligeros convencionales. Ademas, estos aditivos mejoran otras propiedades incluyendo la trabajabilidad, compactacion de la matriz, evitan la disgregacion de las particulas de poliuretano y ayudan a mejorar las resistencias mecanicas a la flexion, compresion, ductilidad, resistencia termica y durabilidad frente a agentes como el fuego para reforzar los materiales. Se consideran productos con capacidades estructurales ya que las resistencias a compresion son mayores en los morteros con sustitucion de arido por poliuretano y surfactantes que en los materiales de referencia, llegando a alcanzar valores mayores a 30 MPa, pero con la ventaja anadida de tener densidades mucho menores. Sin embargo, los morteros y hormigones son propensos a agrietarse debido en gran parte a la fragilidad de la pasta de cemento la cual pierde agua por evaporacion. Este efecto se hace mas evidente en este tipo de morteros reciclados, donde el requerimiento de agua por la presencia de poliuretano es mayor de lo habitual debido al caracter hidrofobico del residuo. Aunque a menudo es simplemente un efecto estetico, puede afectar a la durabilidad estructural del material. Esta retraccion puede limitarse al menos de dos maneras diferentes, ya sea anadiendo aditivos que disminuyen la tension superficial del agua, o reduciendo el volumen de poros pequenos. El trabajo presentado se centra en el segundo enfoque, que implica la modificacion de la hidratacion del cemento a traves de los poros mas pequenos. La principal fase de union en practicamente todos los morteros y hormigones es el silicato de calcio amorfo altamente nanoporoso, de composicion variable, denominada gel C-S-H. La porosidad mas pequena siempre viene dada por los nanoporos en este gel, que producen una retraccion de secado relativamente alta. Asi que una forma de abordar este problema, consiste en formar diferentes hidratos con una porosidad inherentemente mucho menos ultrafina. Esto se consigue a partir del empleo de fases cristalinas de afwillita (Ca3(SiO3OH)2·2H2O; o en su forma oxidada (C3S2H3), cuya obtencion se ha optimizado en un proceso de siembra y posterior implantacion, en proporcion de 1% a 4% en peso respecto a pastas puras de C3S. Los superplastificantes comerciales a base de poliacrilato permiten que las pastas requieran una relacion agua/pasta baja . Se siembran pastas de C3S con semillas de afwillita para comprobar, mediante diferentes metodos de caracterizacion, el aumento de la tasa de afwillita con el tiempo. Se estudian las propiedades de las pastas sembradas para llegar a la conclusion de que la afwillita acelera de forma significativa la tasa de hidratacion, aumenta en gran medida la porosidad total y el tamano medio de poro, tiende a reducir la resistencia a comprension a 28 dias y reduce la retraccion por secado en 2,5 veces empleando una relacion agua/C3S de 0,5. Por ultimo se analiza la viabilidad del uso de estos morteros en construccion, considerando que los morteros aligerados con propiedades estructurales son una buena opcion y aptos para su uso en edificacion. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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