Áridos siderúrgicos para la fabricación de materiales a base de cemento
- Autores: Gilberto de Jesús García del Ángel
- Directores de la Tesis: Carlos Thomas García (dir. tes.), René Bernardo Elías Cabrera Cruz (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Siderurgical aggregates for the manufacture of cement-based materials
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Fiol Oliván (presid.), José Adolfo Sainz-Aja Guerra (secret.), Demetrio Nieves (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Civil por la Universidad de Cantabria
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
- español
La arena de fundición es un material compuesto por arena y aglutinantes naturales o químicos. Este compuesto se compacta para crear moldes en los que se vierte metal fundido. Una vez finalizada la solidificación del metal, la arena de fundición se disgrega por medios mecánicos y se reutiliza hasta que sus propiedades dejan de ser adecuadas, creando un residuo. La producción mundial de residuos de arena de fundición se estima en 100 Mt/año.
El objetivo principal de esta tesis es desarrollar materiales a base de cemento con porcentajes de sustitución parcial y total de arena de fundición reciclada como árido fino.
En la primera etapa de esta investigación, la arena de fundición reciclada y los áridos naturales se caracterizaron por su granulometría y propiedades físicas y químicas.
En la segunda etapa, se analizó la influencia de la arena de fundición reciclada en la fabricación de morteros convencionales. Los porcentajes de sustitución variaron del 25 al 100% en peso y las relaciones agua/cemento variaron de 0,5 a 0,7 en función del porcentaje de sustitución. Se determinaron las propiedades en fresco, las propiedades físicas, las propiedades mecánicas y la durabilidad. Se concluyó que mientras que pequeños niveles de sustitución conducen a una ligera mejora de las propiedades mecánicas, esta tendencia se rompe para altos niveles de sustitución debido al efecto negativo de las altas relaciones agua/cemento requeridas.
En la tercera etapa, se utilizó arena de fundición reciclada con escorias de acero sin tratar para fabricar capas tratadas con cemento y hormigón. Se analizaron las características físicas, mecánicas y de durabilidad de los áridos. En cuanto al hormigón con árido siderúrgico, se realizaron ensayos de resistencia a la compresión, módulo de elasticidad y resistencia a la flexión; en general, las propiedades mecánicas son adecuadas, pero la durabilidad no fue satisfactoria, por lo que se recomienda su uso como hormigón de limpieza.
En la cuarta etapa, se fabricó hormigón autocompactante con sustitución al 50 y al 100% (en volumen) de arena de fundición reciclada. Los resultados mostraron que la trabajabilidad de los hormigones con arena de fundición reciclada mejora en comparación con el hormigón de control. En cuanto a la resistencia a la compresión a los 7 y 28 días, el hormigón autocompactante con el 50% de sustitución mostró los mejores resultados. El análisis de la microestructura mostró que la incorporación de arena de fundición reciclada mejora el hormigón, creando una matriz más densa y menos porosa que el hormigón de control.
- English
The objective of this research is the development of cement-based materials (mortars, gravel-cement and self-compacting concrete) using recycled foundry sand as a partial and total substitute for natural sand. The results of this research are reflected in the compendium of articles that are part of this Doctoral Thesis. It can be concluded that the use of recycled foundry sand in cement-based materials is a viable alternative to mitigate the use of natural sand, thus reducing the exploitation of this resource and the generation of CO2. At the same time, cement-based materials are produced that are ecologically more viable and of similar quality to those made with natural aggregates.
- español
