Papercrete is a new construction material made most often with waste paper, cement and water. People have been using papercrete to build low cost homes without a clear understanding of its structural properties. The purpose of this study is to obtain some mechanical and physical parameters of papercrete by doing several laboratory tests. The samples tested were made following the most common mixes that papercrete makers are using currently. The experimental setup used to test the samples is briefly described and some test results are tabulated in tables. This will allow us to reach some conclusions and make several recommendations for using papercrete to build homes.

La presente investigación se enfocó en el diseño y desarrollo de un adoquín permeable que permita la filtración del agua de lluvia hacia el subsuelo, reduciendo así la cantidad de agua que ingresa a los sistemas de alcantarillado, minimizando el impacto de las inundaciones urbanas. El proceso inició con la evaluación de la resistencia a la compresión y la permeabilidad en cilindros de prueba, seleccionando las mezclas más adecuadas para su posterior fabricación en adoquines, una vez con los diseños seleccionados se determinó propiedades como la resistencia a tracción indirecta, la absorción y la permeabilidad. Los resultados mostraron que, al emplear un aditivo reductor de agua de alto rango se lograron resistencias a tracción indirecta de 3.4, 3.9 y 4.5 (MPa), con permeabilidades de 2.30, 1.93 y 1.15 (mm/s) respectivamente. Se evidencia que estos adoquines cumplen satisfactoriamente resistencias mecánicas aptas para ser usados en pavimentos articulados.

La búsqueda de fuentes alternativas de materiales para innovar en la industria de la construcción está en constante evolución. Esto impulsa la exploración de métodos de síntesis que faciliten la producción local de materiales sostenibles, manteniendo altos estándares de calidad y reduciendo costos. Este estudio se centra en la identificación de una nueva fuente de nanopartículas de sílice capaz de mantener o mejorar las propiedades fisicoquímicas del hormigón de alta resistencia, en comparación con el producto comercial Aerosil 200, cuya disponibilidad es limitada. La nanosílice utilizada en esta investigación se obtiene de ceniza de cascarilla de arroz proveniente de la planta de molienda de arroz de Mocache, Los Ríos, Ecuador, mediante un proceso de síntesis química que produce nanopartículas de dióxido de silicio (SiO2). Estas nanopartículas reemplazan el 1.5 % del peso total del cemento en mezclas optimizadas de hormigón de alta resistencia. Los resultados de esta sustitución parcial han demostrado ser económicamente viables, con mejoras significativas en las propiedades mecánicas, especialmente en etapas tempranas, incluyendo la resistencia a la compresión, la resistencia a la tracción indirecta, el módulo elástico y el coeficiente de Poisson. Además, estas mejoras se han confirmado mediante análisis avanzados mediante microscopía electrónica de barrido (MEB), microscopía electrónica de transmisión (MET) y difracción de rayos X (DRX), que permiten un estudio detallado de la composición química, el tamaño de partícula y la microestructura del material.

The present research aims to evaluate the influence of adding silica nanoparticles derived from sugarcane bagasse, synthesized in the laboratory using the sol-gel method, on the properties of cement mortar in both its fresh and hardened states. In the fresh state, the study examines workability, consistency, and flow, while in the hardened state, it evaluates compressive strength and hydrophobicity. Specimens were prepared using Type N and Type HS cement, with the addition of nano-silica particles at 0.25%, 0.50%, 0.75%, 1.00%, and 1.50% by weight as a replacement for cement in the control mortar. The results revealed that 0.25% nano-silica was the optimal addition percentage for both mortars. Moreover, it was found that both fresh and hardened properties were negatively affected as the percentage of nano-silica increased. The compressive strength increased by 9% at 28 days and 12% at 56 days for the Type N cement mortar, while for the Type HS cement mortar, the strength increase was 9% at 28 days, 10% at 56 days, and 5% at 90 days. The contact angle test indicated that nano-silica particles reduce the permeability of the mortars, with specimens made with Type N cement exhibiting greater impermeability compared to those made with Type HS cement.

Este estudio investiga la incorporación de nano-sílice sintetizada a partir de residuos agroindustriales —específicamente cáscaras de avena— en morteros para enlucido. La sílice amorfa se extrae mediante un tratamiento químico y se convierte en nano-sílice mediante un proceso sol-gel, obteniéndose un rendimiento del 2,79 %. La caracterización mediante EDS, SEM, TEM y DRX confirma la formación de sílice a escala nanométrica. Los morteros se formulan utilizando cemento Atena Máster Tipo N y agregados finos provenientes de la cantera “Copeta”, verificados conforme a la norma NTE INEN 2536. La nano-sílice se incorpora en proporciones de 0,25 %, 0,50 %, 0,75 % y 1,00 % en peso respecto al cemento. Las mezclas se evalúan en estado fresco y endurecido. Las pruebas en estado fresco analizan la trabajabilidad y la fluidez, mientras que la resistencia a la compresión se mide a los 7, 14 y 28 días. Los resultados muestran que la adición del 0,25 % de nano-sílice proporciona el mejor desempeño, alcanzando 12,6 MPa a los 28 días. Dosificaciones superiores provocan una disminución en la resistencia, lo que indica un umbral de rendimiento. Un análisis costo-beneficio resalta la viabilidad económica y ambiental de convertir residuos agroindustriales en materiales de alto desempeño. Los hallazgos subrayan el potencial de la nano-sílice para mejorar las propiedades mecánicas de los morteros, al tiempo que promueven la sostenibilidad. Esta investigación demuestra que el uso controlado de nano-sílice proveniente de fuentes residuales constituye una solución ecológica y eficiente para mejorar el mortero de enlucido en la industria de la construcción.

The development of composite materials for construction plays a critical role in advancing sustainable and high-performance engineering solutions. Cement, as a primary constituent of concrete, significantly contributes to global CO2 emissions, necessitating the exploration of innovative material alternatives. This study focuses on integrating graphene nanoparticles into conventional concrete to optimize its mechanical properties while reducing cement usage. Concrete mixes with a compressive strength of 21 MPa were prepared following the ACI 211 methodology, serving as the control. Optimized graphene-enhanced mixes were designed using Design-Expert V13 software to achieve superior nanoparticle dispersion and material performance. Characterization techniques, including Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), and X-Ray Diffraction (XRD), were employed to investigate the microstructural modifications and distribution of graphene within the cementitious matrix. Mechanical testing, including uniaxial compression, indirect tension, and flexural strength, indicated that graphene-enhanced concrete not only maintained but improved its mechanical integrity while significantly reducing the required cement content. The enhanced particle packing, microcrack bridging, and cohesive matrix properties attributed to graphene were pivotal in achieving these outcomes. This research highlights the transformative potential of graphene nanoparticles in composite materials engineering, presenting a sustainable and durable alternative for concrete applications. The findings contribute to the advancement of eco-friendly construction technologies and underscore graphene's role in next-generation cementitious composites for structural engineering.