Elaboración de concreto con adición de bagazo de café para incrementar su resistencia
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Date
2024-08
Authors
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Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
The decomposition of organic waste in landfills produces methane, a gas with a global warming
potential 21 times greater than CO₂. Coffee bagasse (BC) is a significant organic waste in these
landfills, so it is crucial to find a recycling solution to turn it into a valuable resource. The
concrete industry can play an important role in increasing the recycling rate of this waste
material. However, due to its high organic content, BC is not suitable for direct use in structural
concrete.
This research analyzed the pyrolysis of BC at different temperatures (350 and 349.50 degrees
Celsius) to evaluate its suitability in improving the mechanical properties of concrete. Both raw
and pyrolyzed forms of BC were used as replacements for fine aggregate (sand) in proportions of
5, 10 and 20 volume percent. Differential scanning calorimetry (DSC) analysis and compressive
strength tests on concrete were performed to investigate the material properties and their behavior
in concrete composites.
The results show that the leaching of organic compounds from BC hinders the hydration reaction
of cement particles, significantly affecting the compressive strength of concrete mixed with raw
BC. However, pyrolysis of BC at 349.50 degrees Celsius markedly improved the material
properties, resulting in a 22.39 percent increase in the compressive strength of concrete mixed
with coffee biochar.
Description
La descomposición de los residuos orgánicos en los vertederos produce metano, un gas con un
potencial de calentamiento global 21 veces mayor que el CO₂. El bagazo de café (BC) es un
residuo orgánico significativo en estos vertederos, por lo que es crucial encontrar una solución de
reciclaje para convertirlo en un recurso valioso. La industria del hormigón puede desempeñar un
papel importante en el aumento de la tasa de reciclaje de este material de desecho. No obstante,
debido a su alto contenido orgánico, el BC no es adecuado para su uso directo en hormigón
estructural.
Esta investigación analizó la pirolisis del BC a diferentes temperaturas (350 y 349.50 grados
centígrados) para evaluar su idoneidad en la mejora de las propiedades mecánicas del hormigón.
Se utilizaron tanto formas crudas como pirolizadas de BC como reemplazo del agregado fino
(arena) en proporciones de 5, 10 y 20 por ciento del volumen. Se realizaron análisis de
calorimetría diferencial de barrido (DSC) y pruebas de resistencia a la compresión en hormigón
para investigar las propiedades del material y su comportamiento en los compuestos de
hormigón.
Los resultados muestran que la lixiviación de compuestos orgánicos del BC dificulta la reacción
de hidratación de las partículas de cemento, afectando significativamente la resistencia a la
compresión del hormigón mezclado con BC crudo. Sin embargo, la pirolisis del BC a 349.50
grados centígrados mejoró notablemente las propiedades del material, resultando en un
incremento del 22.39 por ciento en la resistencia a la compresión del hormigón mezclado con
biocarbón de café.
Keywords
CONCRETO, DENSIDAD, BAGAZO DE CAFÉ, BIOCARBÓN DE CAFÉ, MÓDULO DE ELASTICIDAD, GRANULOMETRÍA