Los productos prefabricados son estructuras de hormigón hechas a medida que se preparan, elenco, y curado mediante moldes. Las estructuras de hormigón se construyen en una instalación de fabricación y luego se trasladan al sitio de construcción para una fácil instalación.. El hormigón prefabricado se puede utilizar como vigas., vigas, puertas, ventanas, etc..
La principal ventaja de las estructuras prefabricadas es que agilizan la construcción de estructuras modernas y ahorran costes.. Dado que los componentes de hormigón se producen a granel en un sitio de fabricación, ayuda a lograr economías de escala. Por otra parte, Los equipos de especialistas pueden producir componentes de hormigón de alta calidad con las especificaciones recibidas del director del proyecto de construcción.. En caso de que los componentes sean necesarios para estructuras idénticas como hospitales., dormitorios, etc., se pueden construir con gran velocidad.
Tendencias industriales
El espíritu de la industria de los prefabricados de hormigón ha sido la urbanización progresiva.. Las escalas masivas de la expansión manufacturera en curso y la construcción de espacios comerciales y residencias han impulsado la demanda de productos prefabricados.. El hormigón prefabricado reduce los costes generales de construcción, mejora la velocidad de construcción, y reduce el desperdicio de recursos de construcción. Los productos prefabricados encuentran su uso popular en la construcción de espacios de oficinas comerciales., puentes, estadios, etc.. Y los materiales utilizados en dichas estructuras se pueden reutilizar para evitar el desperdicio.. Las naciones en desarrollo y subdesarrolladas han enfatizado los proyectos de infraestructura que ayudan al desarrollo de la industria local y mejoran el nivel de vida de su población.. La industria de los elementos prefabricados prevé un enorme crecimiento gracias a la implantación de sus productos en grandes proyectos de infraestructuras en todo el mundo.
La industria de los prefabricados ofrece productos para diferentes usos finales, como categorías residenciales y no residenciales.. Los productos también se pueden clasificar según el tipo., es decir., paredes, pisos, techos, escaleras, vigas, etc..
Adelgazar el industria prefabricada
Durante el año 2020, la venta total de productos prefabricados se valoró en aprox.. Dólar estadounidense 92.14 mil millones. Sin embargo, la pandemia provocó una paralización momentánea de los pedidos, ya que la mayoría de los proyectos de construcción fueron detenidos. La tasa de crecimiento anual compuesta de la industria se proyecta en 5.3% de los años 2021 hasta 2028. Como se discutió anteriormente, Se espera que la mayor parte del crecimiento futuro se produzca en las economías en crecimiento de la región de Asia Pacífico. Los proyectos de construcción se han reanudado en su mayoría en todos los lugares.. La infraestructura sigue siendo un importante motor de crecimiento para la industria.
Emisiones de dióxido de carbono
Cuando se utiliza un método convencional de cemento, se da por vencido 0.9 libras de dióxido de carbono por libra de cemento producido. El hormigón utilizado para fabricar productos prefabricados contiene otros ingredientes además del cemento.. Se observa que la producción de una yarda cúbica de concreto, es decir., 3,900 libras, emite aproximadamente 400 libras de dióxido de carbono. Una liberación tan enorme de gas CO2 a la atmósfera contribuye en gran medida al efecto invernadero.. También, La cantidad de dióxido de carbono producida por una yarda cúbica de hormigón equivale a quemarse. 16 galones de gasolina.
En un informe reciente publicado por IDTechEx, Se analiza el aspecto comercial y técnico de la utilización de la captura de carbono.. El informe denominado “Captura de carbon, Utilización y almacenamiento 2021-2040” También analiza el potencial de mitigar las emisiones de dióxido de carbono..
Importancia del CO2 en la mezcla de hormigón
Dióxido de carbono, por naturaleza, es un gas insípido e incoloro que constituye aproximadamente 0.04% de la atmósfera. De media, los humanos exhalan aprox. 0.0043 oz de dióxido de carbono cada minuto. A su vez, el gas es utilizado por las plantas verdes y se convierte en oxígeno respirable.. Los ciclos respiratorios naturales de los humanos y otros animales se estabilizan mediante la fotosíntesis natural de las plantas.. Sin embargo, La rápida industrialización ha afectado el equilibrio natural.. El dióxido de carbono no natural tiene como fuente principal la quema de combustibles fósiles.. La presencia excesiva de dióxido de carbono en la atmósfera provoca la acumulación de calor y el aumento de las temperaturas.. Conduciendo así al “efecto invernadero”. Se cree que el calentamiento global es un efecto secundario del efecto invernadero.
El dióxido de carbono reacciona con los compuestos de calcio presentes en la mezcla de hormigón.. Produce material sólido de carbonato de calcio como parte de la matriz de unión.. Los bloques de hormigón curado al vapor y los paneles de fibrocemento se producen en grandes cantidades según el proceso de fabricación típico..
En muchos casos, El gas dióxido de carbono se utiliza eficazmente para reemplazar el vapor en el proceso de curado para lograr una resistencia temprana.. Este paso ayuda a la durabilidad a largo plazo y a la reducción de las emisiones y la utilización de energía.. Las ventanas de proceso de 24 horas requieren que el concreto tenga una absorción máxima de carbono de 29%.
Para lograr la máxima absorción, El curado con dióxido de carbono se realiza para promover la eficiencia de la reacción de 60-80%. Este proceso ayuda a mejorar la resistencia al ciclo de congelación-descongelación y al ataque de iones sulfato..
En los Estados Unidos, Las siguientes operaciones se consideran fuentes importantes de emisiones de dióxido de carbono. (fuente de datos Agencia de Protección Ambiental):
- Generación eléctrica - 40%
- Transporte (locales y de larga distancia) – 31%
- Operaciones industriales – 14%
El dióxido de carbono y la industria del cemento
Una planta típica de fabricación de cemento produce dióxido de carbono durante dos operaciones., es decir., Calcinación y Combustión. La calcinación es el mayor contribuyente de CO2 a aproximadamente 60%. y la combustión, que incluye la quema de combustibles fósiles, lleva a 40% de producción de dióxido de carbono. El proceso de calcinación utiliza compuestos que emiten dióxido de carbono como arcilla y piedra caliza.. A medida que se calientan a altas temperaturas., producen mucho CO2. La fabricación de cemento representa aproximadamente 5% de las emisiones de dióxido de carbono en todo el mundo.
Se han desarrollado tecnologías a un ritmo rápido para reducir o capturar las emisiones de dióxido de carbono.. Por ejemplo, ahora el dióxido de carbono producido durante la reacción de calcinación se puede capturar y almacenar de forma segura. También se puede utilizar para una amplia variedad de aplicaciones industriales., como la fabricación de hormigón. La ONU estima que la captura, utilización y almacenamiento de carbono puede ayudar con la mitigación en el rango de 1.5 y 6.3 gigatoneladas de dióxido de carbono por 2050. Estas tecnologías CCUS deben adoptarse a gran escala para amplificar su impacto en la preservación del medio ambiente..
Un nuevo paradigma en la industria de los prefabricados
La evolución ha sido el nombre del juego en la industria de los prefabricados.. protocolo de Kioto en 1990 puso en marcha una gran cantidad de desarrollos progresivos destinados a reducir las emisiones de dióxido de carbono. Los avances tecnológicos en el desarrollo de prefabricados han ido reduciendo paulatinamente el contenido de clinker utilizado en la fabricación del cemento.. Una tonelada de clinker producía el equivalente a una tonelada de dióxido de carbono..
La industria de los prefabricados teme que los sustitutos del clínker hayan provocado una reducción de la reactividad a edades tempranas. Las prestaciones mecánicas son imprescindibles para los materiales a utilizar en el proceso de prefabricación., especialmente en el día 28 siglos.
De ahí el hecho de que el cemento CEMI-52.5R, Cumple con la norma europea NF EN. 197-1, se utiliza. Combina un alto contenido de clinker (alrededor 95% por peso) y da una mayor reactividad a temprana edad (28-día). También ayuda a lograr una resistencia a la compresión de 52,5 MPa.. Curación, así introducido a alta temperatura, Facilita el desarrollo de propiedades mecánicas a una edad temprana..
Metacaolín y sus proezas
Metacaolín (adición de minerales) Se puede añadir en combinación con el tipo CEMII-52.5N.. El metacaolín como producto se obtiene debido a la calcinación de arcilla caolinita en un rango de temperatura de 600-700°C.. Es un hecho notable que la reacción de deshidroxilación global del caolín no produce dióxido de carbono.. Se acabó el problema de almacenar o utilizar el dióxido de carbono producido con el proceso convencional.. También, Las emisiones mínimas de dióxido de carbono observadas durante la producción de metacaolín provienen esencialmente del proceso mismo. (es decir. extracción de materias primas, horno, etc.).
El mineral metacaolín provoca el efecto puzolánico sobre la hidratación.. Durante la hidratación del cemento., Los componentes silíceos y aluminosos así liberados por la disolución del metacaolín reaccionan con el hidróxido de calcio para dar una mezcla de C-S-H., C4AH13, C3AH6, C2ASH8, etc.. Esta adición produce las mejoras mecánicas y de durabilidad más favorables y evita efectos negativos sobre el medio ambiente..
Por lo tanto, la adición convencional de CEMI-52.5R puede sustituirse por un bajo contenido de clinker como CEMII/A-S-52.5N..
Las pruebas mecánicas realizadas después de la adición de CEMII-A/S-52.5N junto con el ligante de metacaolín han mejorado los diseños de mezclas de concreto.. Por lo tanto, resulta ser una gran ayuda para la industria de los prefabricados.. Cabe destacar la resistencia microestructural del ligante metacaolín que influye favorablemente en la temprana edad del hormigón.. Un aumento en la tasa de sustitución del metacaolín aumenta proporcionalmente la resistencia a la compresión del mortero..
Otros efectos incluyen:
- The mechanical performances of CEMI-52.5R and CEMII-A/S-52.5N along with metakaolin lead to the development of hydrated silica calcium aluminates, which is caused by an increase in the amount of C-S-H.
- Greatly reduced carbon dioxide emissions – CEMII and metakaolin binder reduce clinker by about 30%, directly reducing CO2 gas released to the atmosphere.
- Precast industry can swiftly replace CEMI cement with low carbon dioxide producing binders like CEMII and metakaolin blend.
As the industry moved towards developing sustainable manufacturing processes, the CEMII and metakaolin blend presents itself as a giant leap towards curtailing the release of carbon dioxide into the atmosphere.
