LC-RES: Alternativas para el desarrollo de cementos LC3 a partir de residuos generados en España
Investigadores principales:
MARÍA VICTORIA BORRACHERO ROSADO
LOURDES SORIANO MARTÍNEZ
Miembros del equipo:
- ESTER GIMÉNEZ CARBÓ
- ANA Mª MELLADO MARTÍNEZ
- JORDI PAYÁ BERNABEU
- JOSE MARÍA MONZÓ BALBUENA
- LUCIA REIG CERDÁ
- PAOLA VARGAS (FPI)
- ANA Mª MACIÁN
- MAURO M.TASHIMA
- JORGE IVAN TOBÓN
- FERNANDO MARTIRENA
Organismo financiador:
Duración: 01/09/2022 – 31/08/2026
Referencia: PID2021-125890OB-I00
Resumen
La industria de la construcción consume gran cantidad de materias primas y emite alrededor del 7-8% del CO2 de origen antropogénico. Reducir los niveles de CO2 es prioritario en el cumplimiento del 13º objetivo de Desarrollo Sostenible de Acción Climática. Realidad a la que debemos de enfrentarnos de inmediato. Se han adoptado varias medidas en la industria del cemento para disminuir la cantidad de gases de efecto invernadero emitidos a la atmosfera. Algunas de las medidas han sido: reducir la energía requerida para producir Clinker, o el desarrollo de nuevos tipos de cementos (beliticos o de sulfoaluminato de calcio). El uso de materiales cementicios suplementarios (SCM) ha servido para la fabricación de cementos puzolánicos (CEM IV), como parte de los cementos tipo II y III, o para reemplazar parte del CEM I en la fabricación de hormigones. Sin embargo, a pesar de todas estas alternativas, no se ha alcanzado una reducción significativa de las emisiones asociadas a la industria del cemento.
En este contexto, el objetivo principal del presente proyecto de investigación es desarrollar un nuevo tipo de cemento LC3 más amigable con el medio ambiente. Básicamente los cementos LC3, contienen aproximadamente 50% Clinker, 30% de arcillas calcinadas, 15% de caliza y alrededor del 5% de yeso, este último añadido como regulador de fraguado. Nosotros proponemos reemplazar las arcillas naturales y la caliza por residuos producidos en España. El tema forma parte de las prioridades temáticas del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023, específicamente estaría involucrado en el 5º grupo temático, dedicado al clima, la energía y la movilidad. El nuevo cemento LC3 está incluido en la normativa de cementos recientemente publicada (UNE-EN 197- 5 2021), siendo designado como CEM II/C-M. Este proyecto es vital para el desarrollo de la tecnología LC3 en España, y la propuesta cuenta con el apoyo de las industrias del cemento y la arcilla.
Como fuente de arcilla calcinada se explorará el uso de arcillas de menor calidad que se descartan para la fabricación de productos cerámicos, junto con residuos de baldosas, este último generado principalmente en la Comunidad Valenciana. El residuo de catalizador de craqueo catalítico (FCC) es un residuo que se utilizará como fuente de alúmina y sílice. La composición química de este material es similar a la del metacaolín, y ha sido ampliamente estudiado por el equipo de investigación solicitante. Como material residual para reemplazar la piedra caliza natural, se propone utilizar lodos del corte de mármol y residuos generados al triturar agregados de caliza y dolomita. Otra posibilidad será investigar la viabilidad de utilizar la fracción fina de residuos de construcción y demolición, ya que está fuertemente carbonatada. La principal innovación en comparación con la tecnología que se utiliza actualmente para fabricar cementos LC3 es el uso de materiales residuales para reemplazar las arcillas naturales y la piedra caliza. Además, el uso de dolomita también es muy novedoso, ya que apenas se han encontrado referencias sobre este material. Una vez establecidas la composición de estas mezclas y analizada su reactividad, se estudiaría la influencia de los aditivos acelerantes en sus morteros. Se realizarían estudios de durabilidad y huella de carbono. Finalmente, se ha incluido una tarea de utilización de los LC3 para fabricar distintos tipos de hormigones.
