El estimulante alcalino también se conoce como sílice de la tierra cuando se combina en proporciones calculadas con polvo de corte de revestimiento mejora significativamente la resistencia a la compresión del suelo, excediendo el umbral de grado de construcción de 160 kN/m2. Crédito: Profesora Shinya Inazumi de SIT, Japón Fuente Enlace: https://doi.org/10.1016/j.clet.2025.100976
Con el crecimiento global de la población que acelera la expansión urbana, la actividad de la construcción ha alcanzado niveles sin precedentes, lo que supera la inmensa presión tanto en los recursos naturales como en el medio ambiente. Una piedra angular de la infraestructura moderna, el cemento Portland ordinario sigue siendo el solidificador del suelo más efectivo y comúnmente utilizado a pesar de contribuir sustancialmente a las emisiones de carbono global.
Al mismo tiempo, los residuos de construcción continúan acumulándose en vertederos. Abordar tanto la carga ambiental del uso de cemento como las ineficiencias de la eliminación de desechos industriales se ha convertido en una prioridad urgente.
Para abordar estos desafíos interconectados, los científicos de Japón, dirigidos por la profesora Shinya Inazumi, de la Facultad de Ingeniería, Instituto de Tecnología de Shibaura (SIT), Japón, presentan una alternativa sostenible: una geopolímero de alto rendimiento de geopolímero desarrollado a partir de un suelo de revestimiento de revestimiento (SCP), un desperdicio de construcción por la producción de productos tierras y la sílice (ES) basado en el vidrio reciclado de vidrio reciclado.
Esta innovación innovadora ofrece una alternativa a la reducción de la dependencia del cemento al tiempo que transforma los desechos de construcción en valiosos recursos de construcción. Su artículo se publica en la revista de ingeniería y tecnología Cleaner.
La combinación de SCP y ES forma un solidificador a base de geopolímero capaz de mejorar la fuerza compresiva del suelo más allá de los umbrales de grado de construcción de 160 kN/m2. El tratamiento térmico de SCP a 110 ° C y 200 ° C fue un paso crítico, mejorando significativamente su reactividad y reduciendo el uso del material sin sacrificar el rendimiento del material.
“Esta investigación representa un avance significativo en los materiales de construcción sostenibles”, señala la profesora Shinya Inazumi. “Al usar dos productos de desecho industrial, desarrollamos un solidificador de suelo que no solo cumple con los estándares de la industria, sino que también ayuda a abordar los desafíos duales de los desechos de construcción y las emisiones de carbono”.
Un aspecto notable del estudio fue el enfoque de la seguridad ambiental. Las evaluaciones ambientales inicialmente identificaron preocupaciones con respecto a la lixiviación del arsénico, que se atribuyó parcialmente al contenido de vidrio reciclado en ES.
Estructuras características de muestras específicas y tiempos de curación observados a través del análisis SEM-EDS. Crédito: ingeniería y tecnología más limpia (2025). Doi: 10.1016/j.clet.2025.100976
Sin embargo, el Prof. Inazumi explica: “La sostenibilidad no puede aparecer a expensas de la seguridad ambiental. Lo más importante es que identificamos y resolvimos una posible preocupación ambiental: cuando se detectó la lixiviación arsénica en las formulaciones iniciales, demostramos que la incorporación de hidróxido de calcio mitigó efectivamente este tema a través de la formación de contactos de arsenato de calcio de calcio, garantizando el cumplimiento ambiental completo”.
Esta solución ofrece numerosas aplicaciones prácticas con un amplio impacto en el mundo real. El Prof. Inazumi comenta: “En el desarrollo de la infraestructura urbana, nuestra tecnología puede estabilizar suelos débiles debajo de las carreteras, edificios y puentes sin depender del cemento de Portland intensivo en carbono. Esto es particularmente valioso en áreas con suelos de arcilla problemáticos donde los métodos de estabilización convencionales son costosos y cargados ambientales”.
Las regiones propensas a desastres podrían beneficiarse de la estabilización rápida del suelo utilizando estos materiales, que han demostrado una buena trabajabilidad y tiempos de establecimiento compatibles con las necesidades de respuesta de emergencia. Además, los proyectos de infraestructura rural en las regiones en desarrollo podrían utilizar estos materiales para crear bloques de suelo estabilizados para la construcción, proporcionando una alternativa baja en carbono a los ladrillos o concreto disparados.
Las implicaciones se extienden entre las industrias. Para el sector de la construcción, que enfrenta una presión creciente para descarbonizar, el solidificador de geopolímero ofrece una alternativa que excede el rendimiento de los métodos tradicionales sin la huella de carbono pesado. Para las empresas de ingeniería geotécnica, su durabilidad comprobada bajo ataque de sulfato, entrada de cloruro y ciclos de congelación-descongelación permiten su uso en entornos exigentes y agresivos.
Además, al reducir el uso de cemento de Portland, esta tecnología admite proyectos de construcción con el objetivo de cumplir con certificaciones de construcción ecológica y objetivos de reducción de carbono. También puede permitir a los desarrolladores calificar para incentivos ambientales en países donde existen mecanismos de precios de carbono, mejorando aún más su viabilidad económica.
El profesor Inazumi enfatiza la visión más amplia detrás de su trabajo: “Al desarrollar un geopolímero solidificador de flujos de desechos fáciles de disponibles, no solo estamos ofreciendo una solución de ingeniería sostenible, sino que redefinimos cómo valoramos los subproductos industriales en un mundo con recursos con recursos”.
Estos hallazgos apuntan a un cambio transformador en las prácticas de construcción sostenibles, que potencialmente transforman millones de toneladas de desechos de construcción en recursos valiosos al tiempo que reducen la huella de carbono asociada con la producción de cemento, que actualmente representa el 7-8% de las emisiones globales de CO2. A medida que la demanda global de infraestructura continúa aumentando, las tecnologías innovadoras juegan un papel central en la construcción de un futuro más resistente y responsable.
Más información: Shinya Inazumi et al, Desarrollo de solidificadores de suelo a base de geopolímeros ambientalmente sostenibles que utilizan polvos de revestimiento y vidrio, ingeniería y tecnología más limpia (2025). Doi: 10.1016/j.clet.2025.100976
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Shibaura
Cita: la tecnología de geopolímero convierte los desechos reciclados de vidrio y construcción en un material de construcción duradero y verde (2025, 29 de mayo) Consultado el 29 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-geopolymer-technology-recycled-glassdructed.html
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