El documento discute varios esfuerzos para desarrollar hormigón verde que reduzca significativamente el alto consumo de energía y los impactos ambientales durante la producción de cemento, incluyendo la aplicación de la ecología industrial, la química verde y la nanoingeniería. Se analizan tecnologías como la sustitución de cemento, el uso de materiales de desecho y nanotubos de carbono para mejorar el rendimiento con menor huella de carbono.

1. NOLASCO JIMÉNEZ JOSÉ ABRAHAM
PRIMAVERA 2015
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Facultad de Ingeniería Química

2.  Ocho a 10 por ciento de las emisiones totales de
CO2 en el mundo provienen de la fabricación de
cemento.
 El gas de efecto invernadero se libera cuando la
piedra caliza y arcillas se trituran y se calientan a
altas temperaturas.
INTRODUCCI
ON

3.  Hormigón verde se define como un hormigón que
utiliza los residuos materiales que al menos uno de
sus componentes, o su proceso de producción no
conducir a la destrucción del medio ambiente, o
que tiene un alto rendimiento y la sostenibilidad del
ciclo de vida.

4.  Por último, los problemas en la realización de y
los posibles obstáculos a hormigón verde, así
como los escenarios políticos que se han
adoptado por varios países a través de la
implementación de diversos También se discuten
las prioridades y la desregulación en diversos
campos.

5. Conservación y protección del medio ambiente se ha
convertido en un tema importante del mundo en el
contexto global. dado que la cumbre mundial de la
tierra de 1997 en Kioto, Japón, que inició la
necesidad de reducir las emisiones de co2 a gran
escala (dirigido antes de 2010 las emisiones han
reducido cerca de un 21%) para evitar la catastrófica
mundo global
La necesidad de reducir las emisiones de
CO2

6. Las tecnologías más limpias para la
producción de hormigón
En relación con las tecnologías más limpias para producir
hormigón, la mayoría de los objetivos principales son:
(a)la reducción de las emisiones de CO2.
(b)una reducción en el consumo de energía o combustible
derivado de fósiles en el proceso de fabricación de cemento.
(c) la reducción de sustancias que pueden perjudicar la salud o el
medio ambiente, tales como el uso de varios tipos de productos
químicos en el mezcla de hormigón.
(d) el ahorro, el uso de cemento a través de la sustitución de los
residuos de cenizas flay en la parte superior o la uso de otros
residuos,

7. Hormigón verde y la
sostenibilidad
Las principales fuerzas que fueron responsables de las
transformaciones económicas y sociales en la sociedad son:
crecimiento de la población, la industrialización y la urbanización, la
globalización de la economía de mercado y el consumismo, y la
contaminación ambiental. Las fuerzas están interconectados. Su
impacto combinado ha desencadenado otra fuerza, es decir, el
cambio climático, que es amenazando con causar graves daños a la
civilización humana en la tierra.
El calentamiento global es el más importante tema de la
sostenibilidad de hoy en la mente del público.

8. Nano ciencia y nanotecnología ofrecen enormes
oportunidades a los ingenieros para mejorar las
propiedades de materiales de trabajo en el nivel atómico o
molecular. La nanotecnología es un campo emergente de la
ciencia relacionada con la comprensión y el control de la
materia a escala manométrica, es decir, a las dimensiones
entre aproximadamente 1 y 100 nanómetros. Un nanómetro
es sólo 1/1000000000 metros (09.10 m), y como ejemplo,
pelo humano es aproximadamente 5.000 nanómetros de
diámetro.
Nano ingeniería

9. Fig. 2. Los nanotubos de carbono [8]

10. Las propiedades mecánicas de 10 y 20 micras de nanotubos de
carbono (CNTs) en un material compuesto de cemento tienen ha
estudiado experimentalmente. Los resultados de las pruebas
mostraron que la resistencia a la compresión y flexión realiza a 7 y
28 días para los materiales compuestos de cemento con CNTs son
más altos que los de los materiales compuestos cementosos sin
CNT.
Un estudio de microscopio electrónico de barrido (SEM) de las
microestructuras de los materiales compuestos mezclados con los
nanotubos de carbono y los compuestos sin CNT mostraron que los
CNTs llenaron el espacio poroso en los materiales compuestos.

11. Fig. 5. CNT / fabricación de cemento procesos [8]

12. La ecología industrial y la química verde
Mejorar el cemento dentro de hormigón es una parte esencial de abordar
la durabilidad, mantenimiento y preocupaciones ambientales. Grandes
oportunidades se encuentran en la utilización de cementos basados en
composiciones alternativas, vinculantes fases y la química verde. Esto
permite que el cemento que se sintetiza a partir de una variedad de
materiales incluyendo recursos reciclados y residuos minerales, lo que
reduce las demandas de energía durante la producción.
Phairs [16] (2006) ecología industrial introducido y los principios de la
química verde como medio de conducción de la investigación, desarrollo
y el atractivo comercial de cementos alternativos y sostenibles (Fig. 6).

13. Fig.6. La ecología industrial y el concepto
de química verde [16] (Phair, 2006)

14. Guardar el uso de cemento
Otra alternativa para reducir las emisiones de CO2 a través de:
(a) la sustitución de cemento con ceniza flay, (b) la utilización de
escoria granulada de horno alto de plantas de acero, (c) el uso de
micro sílice, (d) el uso de materiales puzolánicos y polvo de
piedra caliza, (e) diversos tipos de cenizas provenientes de la
quema de residuos domésticos y los biocombustibles, y (f) los
residuos triturados vidrio [19] (Nielsen y Glavind, 2007).

15. La sustitución de cemento con cenizas
volantes
La sustitución de los residuos de cemento con cenizas volantes mucho tiempo
se ha conocido y aplicado. Se ha reconocido también que la porción óptima de
la sustitución de cemento sólo para fines estructurales alrededor de 15 ~ 20%.
Disponibilidad de volantes de desechos productos de la combustión del carbón
ceniza en varios central eléctrica (central eléctrica) y esta industria es muy
grande y si no maneja adecuadamente va a contaminar el medio ambiente. Se
han realizado estudios de esforzarse por parte sustitución de cemento con
cenizas volantes se puede mejorar. Desde 1985, CANMET ha desarrollado un
hormigón de alto rendimiento con mosca uso de cenizas en una parte de la
mezcla de hormigón es mayor, pero el hormigón resultante tiene propiedades
mecánica, permeabilidad, y buena durabilidad [20].

16. Verde diseñado compuestos cementantes (ECC
verde)
Colegian et al. [27] han desarrollado un material concreto que se refiere a
materiales compuestos cementantes como Engineered (ECC), que se asemeja a
la proporción de mezcla de hormigón con fibras (es decir, agua, cemento,
agregado fino, sin agregado grueso, fibra y aditivos químicos), con una fibra de
alcohol de polivinilo y polietileno, y la fracción de volumen de fibra de
aproximadamente 2%. A través de la micro mecánica de ingeniería, como
herramientas analíticas para la gestión de la formación de la microestructura,
Kaoleian et al. [27] logró inventar un material a base de cemento que sus buenas
propiedades mecánicas, muy dúctil, y alta durabilidad.

17. Materiales de reciclaje
Naik [31] informó de la producción ecológica de hormigón con materiales
reciclados. Más de 5 millones de toneladas de pos consumo residuos y
subproductos industriales generados anualmente en los EE.UU. son fácilmente
reciclables. Dentro de industria del hormigón, los ejemplos más exitosos han
estado utilizando cenizas volantes de carbón para hacer de alta calidad, hormigón
durable y reciclaje de edad, demolido concreto como áridos para hormigón nuevo.

18. Desde la década de 1990, otros subproductos tienen ha utilizado con éxito
en el hormigón. Estos materiales incluyen: arena de fundición y escoria
cúpula de metal de fundición industrias; vidrio post-consumo; ceniza de
madera de las plantas de celulosa, aserraderos e industrias de fabricación
de productos de madera; lodos de clarificadores primarios en las fábricas de
celulosa y papel; y sólidos de las empresas de reciclaje de papel destinado.

19. Los problemas en la realización de hormigón fresco
Además de luchar por un mínimo impacto ambiental durante el ciclo de utilización
del hormigón (ya que el proceso de fabricación de cemento, la fabricación de
hormigón hasta que, por ejemplo 50 años, edificios de hormigón que se han
utilizado desmantelado / roto), que no es menos importante aspecto en el éxito de
los esfuerzos para conservar el medio ambiente son: (a) las políticas del gobierno
/ instituciones / industrias a través de varias formas de regulación, (b) la voluntad
del usuario comunidad, y (c) la disposición de la propia industria a cambiar la
percepción.

20. Industrias del cemento y de concreto que han
crecido rápidamente y establecidos, pueden
tener que cambiar la situación, debido a temas
de conservación y protección del medio
ambiente, debido a un cambio significativo
respecto a la forma en concreto está diseñado,
especificada, fabricado, transportado, impreso,
acabado y dinero reciclado [34].

21. Ocho a 10 por ciento de las emisiones totales de co2 en el mundo
provienen de la fabricación de cemento. hormigón verde es definido
como un hormigón que utiliza material de desecho como al menos
uno de sus componentes, o su proceso de producción hace no llevar
a la destrucción del medio ambiente, o que tiene un alto rendimiento y
la sostenibilidad del ciclo de vida. varios esfuerzos que han llevado a
cabo para llegar a algunas alternativas que son capaces de reducir
significativamente alta energía consumida y impactos ambientales
durante el proceso de fabricación de cemento, incluyendo la
aplicación del concepto de industrial la ecología y la química verde,
así como nano ingeniería que estudiar el comportamiento de la
estructura y organización de nano partículas de cemento en la mezcla
para lograr un mayor rendimiento se han discutido.
Conclusiones

22. [1] malhotra, v. m. (1999). “making concrete greener with fly ash”.
concrete international. 21 (5), may 61-66.
[2] struble, l. and godfrey, j. (2006). “how sustainable is concrete ?”.
international workshop on sustainable
development and concrete technology. university of illinois at urbana-
champaign , 201-211.
[3] mehta, p. k. (2010). “sustainable cements and concrete for the
climate change era – a review”. proc. 2nd international
conference on sustainable construction materials and technologies.
ancona, italy, june 28-30.
[4] obla, k.h. (2009). “what is green concrete ?”. the indian concrete
journal, april, 26-28.
[5] birgisson, b., mukhopadhyay, a.k., geary, g., khan, k. and sobolev, k.
(2012). “nanotechnology in concrete materials
a synopsis”. transportation research circular, e-c170 december.
Referencias