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Optimising Mortar Properties for Sustainable Construction: Evaluating Olive and Eucalyptus Biomass Bottom Ash Replacement and Carbonation Effects
handle: 10396/32955
Premio extraordinario de Trabajo Fin de Máster curso 2023/2024. Máster Universitario en Tecnologías Avanzadas de Materiales para la Construcción Sostenible. The construction industry faces a growing challenge in balancing resource consumption with environmental sustainability. This research investigates the potential of utilising biomass bottom ash (BBA), a by-product of renewable biomass energy generation, as a partial replacement for sand and cement in construction mortars. By incorporating BBA, this study aims to achieve a threefold benefit: reducing reliance on natural resources like virgin sand, mitigating CO2 emissions associated with cement production, and diverting waste from landfill sites. This study explores the use of olive and eucalyptus BBA as a partial replacement material at percentages of 25% and 50% for sand and 25% for cement in mortars. Additionally, the influence of a carbonation treatment on the properties of BBA and its subsequent effect on the mechanical performance of the resulting mortars is investigated. The research employs a combination of material physical and chemical characterisation techniques, mechanical testing, and leaching analysis to assess the suitability of BBA for sustainable construction applications. The findings demonstrate that BBA can achieve acceptable mechanical performance of mortars in some cases. However, limitations have been identified, requiring further research to optimise its use. Overall, the results suggest that BBA has promising potential as a sustainable construction material, although factors like biomass type and replacement ratio need careful consideration. The research also highlights the potential benefits of carbonation treatment, though its effectiveness appears to be dependent on both BBA type and replacement level. This study contributes to the development of sustainable construction practices by promoting the utilisation of by-products and reducing the environmental impact of the industry. By overcoming current limitations and fostering further research, BBA has the potential to play a significant role in transitioning the construction sector towards a more environmentally friendly future. La industria de la construcción se enfrenta a un creciente desafío para equilibrar el consumo de recursos con la sostenibilidad ambiental. Esta investigación analiza el potencial del uso de cenizas de fondo de biomasa (CFB), un subproducto de la generación de energía a partir de biomasa renovable, como reemplazo parcial de la arena y el cemento en morteros de construcción. Al incorporar CFB, este estudio apunta a lograr un triple beneficio: reducir la dependencia de recursos naturales como la arena natural, mitigar las emisiones de CO2 asociadas con la producción de cemento y desviar residuos de los vertederos. Este estudio explora el uso de CFB de olivo y eucalipto como material de reemplazo parcial en porcentajes de 25% y 50% para arena y 25% para cemento en morteros. Además, se investiga la influencia de un tratamiento de carbonatación en las propiedades de la CFB y su efecto posterior sobre el comportamiento mecánico de los morteros resultantes. La investigación emplea una combinación de técnicas de caracterización física y química de materiales, ensayos mecánicos y análisis de lixiviación para evaluar la idoneidad de la CFB para aplicaciones de construcción sostenible. Los resultados demuestran que la CFB puede lograr un comportamiento mecánico aceptable de los morteros en algunos casos. Sin embargo, se han identificado limitaciones que requieren investigaciones adicionales para optimizar su uso. En general, los resultados sugieren que la CFB tiene un potencial prometedor como material de construcción sostenible, aunque factores como el tipo de biomasa y el porcentaje de sustitución deben considerarse cuidadosamente. La investigación también destaca los posibles beneficios del tratamiento de carbonatación, aunque su efectividad parece depender tanto del tipo de CFB como del nivel de sustitución. Este estudio contribuye al desarrollo de prácticas de construcción sostenible fomentando la utilización de subproductos y reduciendo el impacto ambiental de la industria. Al superar las limitaciones actuales y fomentar la investigación adicional, la CFB tiene el potencial de desempeñar un papel importante en la transición del sector de la construcción hacia un futuro más ecológico.
- University of Córdoba Spain
Sustainability, Biomass bottom ash, Sustainable construction, Mechanical behaviour, Construction industry, Waste management, Cement mortar
Sustainability, Biomass bottom ash, Sustainable construction, Mechanical behaviour, Construction industry, Waste management, Cement mortar
