Efectos de la biomasa y los residuos de construcción y demolición en las propiedades del cemento, el mortero y el hormigón

Abstract

La fabricación de materiales de construcción conlleva el uso elevado de recursos naturales, consumo energético, emisiones de gases de efecto invernadero y generación de residuos. El volumen de residuos de construcción y demolición representa un 37% del total de residuos sólidos, como consecuencia de la intensa actividad de la construcción existente actualmente. A su vez, el reciente interés por la obtención de bioenergía ha generado un aumento de las cenizas de biomasa, cuya cifra se estima en 476 millones de toneladas anuales en el mundo. Sin embargo, el conocimiento científico-técnico de la incorporación de ambos desechos en materiales de base cemento es aún escaso. El objetivo de la presente Tesis Doctoral es evaluar la posibilidad de valorizar la fracción mixta de los residuos de construcción y demolición y/o las cenizas de biomasa de fondo como adiciones o esqueleto granular en la formulación de eco-cementos/eco-morteros y hormigones reciclados, con menor contenido en clínker y árido grueso natural, respectivamente. Para ello, se han analizado: a) el efecto de los residuos de construcción y demolición mixtos optimizados en las propiedades de los hormigones reciclados; y b) el efecto de los finos mixtos reciclados y las cenizas de biomasa de fondo en las propiedades de eco-cementos y eco-morteros binarios. De los resultados de la investigación se concluye que los hormigones reciclados y los eco-cementos/eco-morteros binarios cumplirían los requisitos establecidos por el Código Estructural para hormigones con fines estructurales y la norma EN 197-1 para cementos Portland comunes, respectivamente.

Construction material manufacture entails the use of non-renewable resources, energy consumption, the emission of greenhouse gases and waste generation. The amount of construction and demolition waste accounts for 37% of the total volume of residues generated annually, and has increased considerably due to the high pace of construction industry growth. Biomass ash generation, which is estimated to account for approximately 476 million tonnes worldwide per year, is likewise rising as a result of the latest augmentation in bioenergy production. However, the scientific-technical understanding of the incorporation of both residues in cement-based applications is still limited. The purpose of this study is to evaluate the possibility of reusing the mixed fraction of construction and demolition wastes and/or biomass bottom ash as supplementary cementitious materials or granular skeleton in new eco-cements/eco-mortars and recycled concretes, with a lower clinker content and natural coarse aggregate, respectively. To achieve this, the study assesses: a) the effect of incorporating optimized mixed recycled aggregate from construction and demolition waste on new recycled concrete properties; and b) the effect of incorporating construction and demolition mixed waste powder and biomass bottom ash on the properties of new binary eco-cements and eco-mortars with lower clinker content. The conclusion drawn from the study is that recycled concretes manufactured with the optimised mixed recycled aggregate and binary eco-cements/eco-mortars manufactured with the supplementary cementitious materials meet the standard requirements set forth in the Spanish Concrete Regulation for structural concrete and in the European standard EN 197-1 for Porland common cements, respectively.