Estudio para el aprovechamiento de las cenizas provenientes de la calcinación de la Cortaderia selloana como posibles materiales de construcción

Abstract

El presente estudio se basa en la caracterización de las cenizas provenientes de la calcinación de la especie de planta invasora Cortaderia selloana, para su utilización como sustituto del cemento en morteros y hormigones. La Cortaeria selloana, también conocida como plumero o plumero de la pampa, es una especie de planta exótica catalogada como invasora en España, donde causa graves problemas medioambientales, especialmente en el norte de la península, donde es más abundante. Por este motivo, las comunidades afectadas están poniendo en práctica medidas para erradicarla y frenar su crecimiento y expansión. Para realizar este estudio, se han caracterizado las muestras de la planta obtenidas en campo, realizando sobre ellas un análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC), que proporcionan respectivamente, valores de las propiedades de pérdida de masa y de entalpía. También se han observado las muestras a través de un microscopio electrónico de barrido (SEM), con el objetivo de conocer sus componentes y microestructura. Posteriormente se han obtenido las cenizas de la planta, mediante su calcinación en una hoguera al aire libre y se ha procedido a su caracterización, a través de un ensayo de puzolanicidad, un análisis por difracción de rayos X (XRD), y su observación a través del SEM. Una vez caracterizado el material, el estudio propone la realización de cuatro tipos de mortero, uno de control, en el cual no hay presencia de ceniza y tres con un porcentaje de sustitución de cemento por ceniza, cuyos valores son del 25%, 50% y 75% respectivamente. Para los distintos tipos de mortero se crean varias probetas cilíndricas de 2 cm de diámetro y 4 cm de altura, para posteriormente realizar sobre ellas un ensayo de resistencia a compresión uniaxial, así como el estudio de sus propiedades físicas (densidad relativa, densidad aparente, densidad saturada, porosidad y absorción).

PROBLEM APPROACH AND DEVELOPMENT OF THE ADOPTED SOLUTION The present study is based on the characterization of the ashes from the calcination of the invasive plant species Cortaderia Selloana, for use as a cement substitute in mortars and concretes. The Cortaderia Selloana, also known as Pampa grass, is an exotic plant species classified as invasive in Spain, where it causes serious environmental problems, especially in the north of the peninsula, where it is most abundant. For this reason, the communities are implementing measures to eradicate it and stop its growth and expansion. To carry out this study, the plant samples obtained in the field have been characterized, performing on them a thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), which provide values of properties of mass loss and enthalpy respectively. The samples have also been observed through a scanning electron microscope (SEM), in order to know their components and microstructure. Subsequently, the ashes of the plant have been obtained through an outdoor bonfire and have been characterized, through a pozzolanicity test, a X-ray diffraction analysis (XRD), and its observation through the SEM. Once the material is characterized, the study proposes the realization of four types of mortar, one of them is the control mortar, in which there is no presence of ash and the other three with a percentage of cement replacement by ash, our values are 25%, 50% and 75% respectively. For the different types of mortar, some cylindrical probes of 2 cm in diameter and 4 cm in height are created, to subsequently perform a uniaxial compression resistance test on them, as well as the study of their physical properties (relative density, apparent density, saturated density, porosity and absorption).