Desarrollo de morteros de geopolímeros para impresión 3D

Abstract

RESUMEN: El presente Trabajo Fin de Máster tiene el objetivo principal de desarrollar morteros de geopolímeros aptos para impresión 3D, enmarcado en el proyecto europeo “Artificial Reef 3D Printing for Atlantic Area”, o 3DPARE. En este proyecto se encuentran involucrados tanto el Grupo de Investigación de Tecnología de la Construcción de la Universidad de Cantabria (GITECO) como varias universidades europeas. Su objetivo es la producción de corales artificiales mediante impresión 3D, utilizando materiales sostenibles como son los geopolímeros y los cementos de bajo contenido en clínker Para ello, se han estudiado y evaluado los diferentes componentes de los materiales geopoliméricos, y se han definido los parámetros necesarios para que un mortero sea imprimible utilizando una impresora 3D suministrada por la empresa World’s Advanced Projects (WASP). Además, se han desarrollado morteros de cemento de bajo contenido en clínker para su comparativa con los morteros de geopolímeros. Se han desarrollado tres dosificaciones de morteros de geopolímeros y tres de morteros de cemento, utilizando reemplazos de los áridos naturales por áridos reciclados como conchas trituradas o vidrio reciclado. Las características mecánicas de las 6 mezclas desarrolladas han sido determinadas mediante la resistencia a flexión y a compresión de los morteros en distintas condiciones de fabricación, como son el moldeo tradicional y la impresión, produciendo bloques impresos de los que obtener probetas para su comparativa. Además, se ha estudiado el comportamiento de estos morteros a largo plazo. Finalmente, y a la vista de los resultados obtenidos de la realización de este TFM, se trazan unas líneas de investigación futuras a partir de las experiencias obtenidas trabajando con materiales y técnicas de producción alternativas.

ABSTRACT: This Final Project has as main goal the development of geopolymeric mortars suitable for 3D printing, framed into the european project “Artificial Reef 3D Printing for Atlantic Area”, or 3DPARE. The Construction Technology Applied Research Group from University of Cantabria (GITECO) is involved in this project, as well as several other european universities. Its goal is the production of artificial reef through 3D printing, using sustainable materials, like geopolymers and low-clinker cements. To achieve this goal, different components of geopolymeric materials have been studied and assessed, and the needed parameters for a mortar to be suitable for 3D printing have been defined using a 3D printer, supplied by the company World’s Advanced Projects (WASP). Besides, low clinker cements based mortars were developed to compare them with the geopolymeric mortars developed. Three geopolymeric and three cement mixtures have been developed, replacing natural aggregates by recycled aggregates, such as triturated sea shells and recycled glass. Mechanical characteristics of the six developed mixtures have been established through their bending and compressive strength in different production conditions, such as traditional casting and 3D printing, producing printed blocks of which samples were obtained for its comparison. Also, the long term behaviour of these mortars has been studied. Finally, and as a result of the outcome of this Final Project, some research paths have been drawn from the experience obtained working with alternative materials and production technics.