Fabricació d'un fibrociment altament sostenible a partir de residus de les indústries tèxtil i del laboratori de materials

The objective of this project was to develop an urban pavement piece, the iconic panot of Barcelona, made with an innovative and more sustainable dosage of fibre cement by incorporating cement waste generated in the laboratory and non-woven fabric as reinforcement material, sourced from textile waste. This approach seeks to reduce the environmental impact of current construction materials, valuing the use of surplus and recycled resources, and reducing textile waste while adding mechanical properties related to durability. To carry out this research, four different matrix proposals inspired by limestone calcined clay cement (LC3) were designed. LC3 is a new blend of two materials with a synergistic effect that can jointly reduce CO¿ emissions by up to 40%. These matrices underwent mechanical testing at 7, 28, and 56 days to analyze which sample provided optimal mechanical properties for manufacturing fibre-cement samples. Subsequently, the analysis was repeated with the new fibre-cement samples, including mechanical, durability, electron microscopy, thermal conductivity, and vapour permeability tests. The results achieved by samples with only 20% Portland cement in the matrix and approximately 50% residue exceeded 20 MPa after 56 days. They also met the minimum requirements according to current pavement regulations. Finally, to evaluate the environmental impact of the final proposal, carbon emissions, the amount of recycled material, and the reduction compared to conventional pavements were estimated. The results showed a decrease of more than 50% in emissions, highlighting the potential of this innovative proposal to contribute to more sustainable and responsible construction.
L'objectiu d'aquest treball ha estat desenvolupar una peça de paviment urbà, el panot icònic de Barcelona, elaborat amb una dosificació innovadora de fibrociment més sostenible mitjançant la incorporació de residu de ciment del propi en el laboratori i no teixit com a material de reforç, procedent del residu tèxtil. Aquest enfocament busca reduir l'impacte ambiental dels materials de construcció actuals, valorant l'ús de recursos sobrants i reciclats, reduir el residu tèxtil alhora que és s'afegeixen propietats mecàniques relacionades amb la durabilitat. Per dur a terme aquesta investigació, es van dissenyar quatre propostes diferents de matrius inspirades en el limestone calcined clay cement conegut com el LC3, el qual és una nova barreja de dos materials amb un efecte sinèrgic que conjuntament poden reduir fins a un 40% les emissions de CO2. Amb aquestes matrius es realitzen es sotmeten assaig mecànic per 7, 28 i 56 dies, per analitzar quina mostra proporciona les propietats mecàniques òptimes per elaborar mostres de fibrociment. Seguidament, es va repetir les anàlisis amb la nova mostra de fibrociment també en assaig mecànic, de durabilitat, microscòpia electrònica, proves de conductivitat tèrmica i permeabilitat al vapor. Els resultats que han assolit les mostres amb només el 20% de Portland en la matriu i al voltant del 50% de residu, per a cinquanta-sis dies superen els 20 MPa. També van superar els requisits mínims per la normativa de paviments actual. Finalment, per avaluar l'impacte ambiental de la proposta final es van estimar les emissions de carboni, la quantitat de material de reciclat, i la reducció respecte a els paviments convencionals. Els resultats van mostrar una reducció de més del 50% per les emissions, destacant el potencial com a proposta innovadora per contribuir a una construcció més sostenible i responsable.
El objetivo de este trabajo ha sido desarrollar una pieza de pavimento urbano, el panot icónico de Barcelona, elaborado con una dosificación innovadora de fibrocemento más sostenible mediante la incorporación de residuo de cemento generado en el propio laboratorio y no tejido como material de refuerzo, procedente del residuo textil. Este enfoque busca reducir el impacto ambiental de los materiales de construcción actuales, valorando el uso de recursos sobrantes y reciclados, y reducir el residuo textil al mismo tiempo que se añaden propiedades mecánicas relacionadas con la durabilidad. Para llevar a cabo esta investigación, se diseñaron cuatro propuestas diferentes de matrices inspiradas en el limestone calcined clay cement conocido como el LC3, el cual es una nueva mezcla de dos materiales con un efecto sinérgico que conjuntamente pueden reducir hasta un 40% las emisiones de CO¿. Con estas matrices se realizan se someten ensayo mecánico por 7, 28 y 56 días, para analizar qué muestra proporciona las propiedades mecánicas óptimas para elaborar muestras de fibrocemento. Seguidamente, se repitió los análisis con la nueva muestra de fibrocemento también en ensayo mecánico, de durabilidad, microscopia electrónica, pruebas de conductividad térmica y permeabilidad al vapor. Los resultados que han logrado las muestras con solo el 20% de Portland en la matriz y alrededor del 50% de residuo, para cincuenta y seis días superan los 20 MPa. También superaron los requisitos mínimos por la normativa de pavimentos actual. Finalmente, para evaluar el impacto ambiental de la propuesta final, se estimaron las emisiones de carbono, la cantidad de material reciclado y la reducción respecto a los pavimentos convencionales. Los resultados mostraron una reducción de más del 50% en las emisiones, destacando el potencial de esta propuesta innovadora para contribuir a una construcción más sostenible y responsable.
Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles
Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura