Análisis de cálculo de las cargas térmicas en silos metálicos mediante el Eurocódigo 1, los métodos clásicos y el método de los elementos finitos

Thermal loads cause important increases in the pressures exerted by granular material stored in silos. The Eurocode 1, part 4, establishes their importance, but it does not propose any calculation method that allows their quantification. In this work the authors try to overcome this difficulty analyzing and comparing different classic methods of calculation of thermal loads and models developed by the authors using the Finite Element Method.Las cargas térmicas provocan importantes aumentos en las presiones que ejerce el material granular almacenado en los silos; el Eurocódigo 1 parte 4, establece su importancia, pero no propone ningún método de cálculo que permita su cuantificación. En este trabajo se van a analizar y comparar diversos métodos clásicos de cálculo de cargas térmicas y modelos desarrollados por los autores usando el Método de los Elementos Finitos

Improving the performance of recycled concrete by biodeposition of biogenic silica as a surface coating

[EN] This study addresses the challenges of sustainability and the implementation of a circular economy in the construction and maintenance of concrete structures used in clean-water applications. Specifically, it examines the use of an innovative surface treatment based on a biofilm comprising diatom biosilica deposition as a waterproofing agent and surface pore sealant to improve the longevity of recycled concrete. To this end biofilm-treated and untreated (control) samples of a concrete mix containing 50% recycled aggregates were subject to four performance tests directed at assessing the durability of concrete structures under environmental conditions: resistance to carbonation, freeze–thaw durability, resistance to water penetration, and electrical resistivity as an indicator of the corrosion resistance of concrete. In addition, the protective biofilm was characterised using SEM. Results suggest that the biogenic silica surface treatment significantly improves the durability of recycled concrete, in particular, for treated compared to untreated samples there was a 56 % reduction of the carbonation front, 26% lower mass loss in freeze–thaw cycles, 57% reduction in the water penetration front under pressure, and 44% higher electrical resistivity. Together these findings confirm that the biofilm used in this study constitutes an effective treatment to improve the properties of recycled concrete and ensure its durability, particularly when used in the construction of structures in contact with constant water fluctuations

Innovative approach for the protection of recycled concrete by biogenic silica biodeposition

[EN] Over the past few years, the construction industry has sought to be more sustainable through use of more economically responsible materials and the use of environmentally friendly techniques such as bio-remediation. One promising area in this regard is that of surface treatments, particularly bio-repair techniques, to reduce the deterioration suffered by cement-based materials as a result of environmental conditions. This study presents original work on the use of silicaceous biodeposition by diatoms as a waterproofing surface treatment for recycled concrete. A recycled concrete mix containing a 50% substitution of recycled aggregates (RA) was used as a test substrate and the effectiveness of the bio-treatment was assessed using four different tests: capillary absorption, high-pressure water penetration, low-pressure water absorption and also characterised the biodeposited layer using SEM. Results demonstrate reductions of up to 33% in the capillary absorption test, while high-pressure water penetration decreased by 54.7%, compared to controls. In addition, Karsten tube tests showed low-pressure water absorption was delayed by up to 436 times relative to control samples. In combination these tests confirm the efficacy of diatom biodeposition as a protective surface treatment for cement-based construction materials.S

Evaluation of Mechanical Characteristics of Cement Mortar with Fine Recycled Concrete Aggregates (FRCA)

[EN] One of the growing demands in concrete manufacture is the availability of natural fine aggregates, which account for 35% to 45% of the total concrete. An alternative method of disposal of fine recycled concrete aggregates (FRCA) generated from demolition and construction waste (C&DW) is their usage in mortar and the development of recycled mortar. The main aim of this research work is to evaluate the viability of incorporating FRCA from urban C&DW for the manufacture of cement-based mortars. Simple processing techniques like washing and sieving are adopted to improve the FRCA quality. Physical and chemical characterization of ingredients is carried out. In total four mixes of 1:3 (cement: sand) mortar with partial replacement of normalized sand with FRCA (0%, 25%, 50%, and 100%) are evaluated for mechanical properties. Water to cement ratio for all four mortar mixes are determined by fixed consistency. Mechanical and physical properties like density, compressive strength, and flexural strength are studied for various curing periods, and the result is that the optimum usage of FRCA is 25% based on a 90-day curing period.SIReutiliza S.L. for offering the recycled and natural aggregate used in this study free of cost. Eduardo Torroja Institute for Construction Science and FCT for financial support

Biotreatments Using Microbial Mixed Cultures with Crude Glycerol and Waste Pinewood as Carbon Sources: Influence of Application on the Durability of Recycled Concrete

BIA2017-83526-R LA/P/0140/2020 LAQV-UIDB/50006/2020Two eco-friendly healing bioproducts generated from microbial mixed cultures (MMC) for the production of polyhydroxyalkanoates (PHA) were used as surface treatments, with two residual materials used as the substrates, namely crude glycerol and pinewood bio-oil. Their ability to improve the durability of concrete samples containing recycled aggregates was assessed. To determine this protective capacity, 180 samples were analyzed using different tests, such as water penetration under pressure, capillary absorption, freeze–thaw and water droplet absorption test. Three types of conditions were used: outdoor–indoor exposure, re-application of biopolymers and application in vertical exposure conditions. The results showed reductions of up to 50% in the water penetration test and a delay in the water droplet absorption test of up to 150 times relative to the reference. The surface application of these bioproducts significantly reduced the degree of water penetration in recycled concrete, increasing its useful lifespan and proving to be a promising treatment for protecting concrete surfaces.publishersversionpublishe

El uso de hormigones reciclados en el sector agroganadero

[ES] El impacto medioambiental ocasionado durante las últimas décadas por el sector de la construcción, ha fomentado su interés por el conocimiento y uso de los materiales reciclados. En el presente estudio se muestran las diferencias de comportamiento existentes entre un hormigón convencional y un hormigón reciclado (50% del árido grueso natural se ha sustituido por árido reciclado mixto) cuando estos son utilizados en el sector agroganadero. Este tipo de ambientes son muy exigentes con los materiales constructivos, ya que la presencia de ácidos orgánicos generados por los efluentes del material ensilado y las excreciones de los animales junto con la abrasión mecánica ejercida por la maquinaria y los propios animales, ocasionan un alto nivel de degradación. Empleando un equipo de ensayo de degradación acelerada implementado en la Universidad de Gante (Bélgica), se han sometido las probetas de hormigón a ciclos de degradación ácida en una mezcla de base acuosa donde se incorporan ácido láctico y ácido acético, con una concentración de 30g/l. Los resultados muestran como el hormigón reciclado presenta una mayor resistencia a los ataques ácidos y mecánicos que pueden darse en un ambiente ganadero, debido al efecto que ejerce el material cerámico sobre la red porosa del hormigón.Este artículo ha sido desarrollado gracias a la financiación del Ministerio de Economía y Competitividad a través del proyecto BIA2013-48876-C3-3-R, así como de la ayuda FPI BES-2011-047159 asociada al proyecto BIA2010-21194-C03-02. También a la financiación del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte por la ayuda FPU AP2010- 0613. Finalmente, los autores agradecen la desinteresada participación de las empresas TEC-REC desde Madrid; ARD desde Amberes; y Bierzo Recicla desde Castilla y León.Juan Valdés, A.; García González, J.; Rodríguez Robles, D.; Morán Del Pozo, JM.; Guerra Romero, M.; De Belie, N. (2018). El uso de hormigones reciclados en el sector agroganadero. En HAC 2018. V Congreso Iberoamericano de hormigón autocompactable y hormigones especiales. Editorial Universitat Politècnica de València. 701-710. https://doi.org/10.4995/HAC2018.2018.6557OCS70171

Resistencia de los hormigones elaborados con árido reciclado frente a ciclos de hielo-deshielo

[ES] Los prometedores resultados alcanzados por los hormigones que incorporan áridos reciclados procedentes de hormigón en el sector de los pavimentos, han fomentado el interés por aumentar el espectro de materiales susceptibles de ser reciclados. Atendiendo al significativo volumen que supone en países como España y Portugal la fracción cerámica del total de los residuos de construcción y demolición, este estudio analiza el comportamiento de los hormigones que incorporan áridos reciclados mixtos y cerámicos frente a ciclos de hielo-deshielo. Para ello se elaboran 3 tipos de hormigón: un hormigón convencional con árido 100% natural, un hormigón reciclado donde el 50% del árido grueso natural es sustituido por árido reciclado mixto, y otro hormigón reciclado, donde el porcentaje de sustitución se mantiene en 50%, pero se utiliza árido reciclado cerámico. Los resultados alcanzados demuestran que las caras moldeadas de los hormigones reciclados mantienen los niveles de resistencia a hielo-deshielo experimentados por el hormigón convencional cuando el porcentaje de material cerámico es bajo, y superan dichos niveles cuando el porcentaje de cerámica aumenta. En las superficies enrasadas, la presencia de árido reciclado supone una pérdida de resistencia a los ciclos de hielo-deshielo, siendo menos intensa esta pérdida cuanto mayor es el contenido cerámico.Este artículo ha sido desarrollado gracias a la financiación del Ministerio de Economía y Competitividad a través del proyecto BIA2013-48876-C3-3-R, así como de la ayuda FPI BES-2011-047159 asociada al proyecto BIA2010-21194-C03-02. También se agradece la financiación del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte por la ayuda FPU AP2010- 0613. Finalmente, los autores agradecen la desinteresada participación de las empresas TEC-REC de Madrid y Bierzo Recicla de Castilla y León.Juan Valdés, A.; Rodríguez Robles, D.; García González, J.; Morán Del Pozo, JM.; Guerra Romero, M.; De Belie, N. (2018). Resistencia de los hormigones elaborados con árido reciclado frente a ciclos de hielo-deshielo. En HAC 2018. V Congreso Iberoamericano de hormigón autocompactable y hormigones especiales. Editorial Universitat Politècnica de València. 711-720. https://doi.org/10.4995/HAC2018.2018.6559OCS71172

Estudio de la mejora de la durabilidad de hormigones reciclados con biopolímeros

Una de las mayores preocupaciones que surgen al trabajar con hormigónes reciclados es la de saber cómo garantizar su durabilidad para que sea tan buena como la del hormigón convencional. ¿Es posible hacerlo sin utilizar productos químicos insostenibles?En este estudio se han ensayado varios biopolímeros, considerados como productos naturales respetuosos con el medio ambiente. Los biopolímeros fueron obtenidos en la Universidad Nova de Lisboa (Portugal) mediante un proceso de generación de polihidroxialcanoatos (PHA) utilizando cultivos microbianos mixtos que han actuado sobre biomasa residual procedente de extracto de pino y glicerol. El ensayo, que se llevó a cabo en la Universidad de León, consistió en recubrir con los biopolímeros la cara superior de varias probetas cúbicas de hormigón y evaluar posteriormente la mejora de la durabilidad que los biotratamientos desarrollaban, efecto que se cuantificó mediante el ensayo de absorción de una gota de agua. Las probetas analizadas procedían de dos tipos de hormigón: un hormigón reciclado con 50% de árido grueso natural sustituido por árido reciclado mixto cerámico procedente de residuos de construcción y demolición, y un segundo hormigón, equivalente al anterior, pero en el que se sustituye además el cemento convencional por cemento reciclado. Este cemento reciclado es 75% cemento Portland y 25 % de residuo cerámico. Los resultados mostraron que hay una significativa disminución de la absorción de agua en el hormigón biotratado, siendo notablemente superior en las muestras de hormigón con cemento reciclado

Limitaciones del Eurocódigo 1, parte 4, en la determinación de las acciones de materiales agrícolas ensilados

New Eurocode 1, part 4, supposes a great advance in the calculation methods of actions of silaged materials in Europe and Spain. Nevertheless, it still displays limitations that must corrected, for which is essential to incorporate the findings made by the different research groups, which work for a better understanding of the behavior of silaged materials and their influence on the silo structureEl nuevo Eurocódigo 1, parte 4, supone un gran avance en los métodos de cálculo de acciones del material ensilado en Europa y en España. Sin embargo, presenta aún limitaciones que deben corregirse, para lo cual resulta imprescindible incorporar los hallazgos realizados por los diferentes equipos de investigación que en todo el mundo trabajan para una mejor comprensión del comportamiento de los materiales ensilados y de las estructuras que los contiene