La baja resistencia y las fallas estructurales tempranas en carreteras asfálticas son problemas comunes en la ingeniería de pavimentos. La causa principal de estos problemas es la deformación constante de las capas que lo componen provocada por el aumento de operación de las cargas del tráfico. La modificación de los ligantes asfálticos es una aplicación empleada desde hace algunos años para mejorar las propiedades del cemento asfaltico y prolongar la vida útil de los pavimentos asfálticos. Los modificadores deben tener características especiales, como en el caso de los elastómeros, que son polímeros con propiedades elásticas y que se pueden manejar a altas temperaturas. En la presente investigación, se analizaron las propiedades básicas del ligante modificado con el elastómero Poliuretano Termoplástico (TPU) en 5, 10 y 15% de adición en peso de asfalto. Asimismo, se empleó el método Marshall para evaluar las propiedades mecánicas y el comportamiento elástico de las mezclas bituminosas modificadas para tránsito liviano, mediano y pesado. Se logró determinar que el punto de inflamación y la recuperación elástica torsional del ligante modificado tuvieron un comportamiento positivo incremental con el aumento de contenido de TPU, mientras que otras propiedades como la solubilidad y la ductilidad no sufrieron variaciones significativas. Por otro lado, la propiedad de penetración disminuía con el contenido del polímero, mejorando su consistencia. Además, se descubrió que las mezclas asfálticas tendrán una mejor capacidad para resistir las deformaciones y un comportamiento mejorado a la fatiga, aunque este último no tan notable. / Low strength and early structural failures in asphalt roads are common problems in pavement engineering. The main cause of these problems is the constant deformation of the layers that compose it caused by the increase in the operation of traffic loads. The modification of asphalt binders is an application that has been used for some years to improve the properties of asphalt cement and extend the useful life of asphalt pavements. Modifiers must have special characteristics, as in the case of elastomers, which are polymers with elastic properties and can be handled at high temperatures. In the present research, the basic properties of the binder modified with the elastomer Thermoplastic Polyurethane (TPU) were analyzed in 5, 10 and 15% addition by weight of asphalt. In addition, the Marshall method was used to evaluate the mechanical properties and elastic behavior of bituminous mixtures modified for light, medium and heavy traffic. It was determined that the flash point and torsional elastic recovery of the modified binder had an incremental positive behavior with the increase in TPU content, while other properties such as solubility and ductility did not undergo significant variations. On the other hand, the penetration property decreased with the content of the polymer, improving its consistency. In addition, it was found that asphalt mixtures will have a better ability to resist deformations and improved fatigue behavior, although the latter is not as noticeable.

The doctoral thesis deals with a non-destructive testing method (NDT) designed to evaluate the uniformity of distribution and determination of the concentration of steel fibres in steel fiber reinforced concrete (SFRC). At present, no non-destructive method is available in the field of diagnostics of building structures to assess the concentration and the homogeneity of SFRC. The Institute of Building Testing (SZK FAST BUT Brno) has several diagnostic devices, but their utility for the evaluation of selected parameters of SFRC has not proven during the research activity. This knowledge led to the design of a new measuring instrument in cooperation with the Institute of Theoretical and Experimental Electrical Engineering of the Faculty of Electrical Engineering and Communication (UTEE FEKT BUT in Brno) and the methodology for evaluation of these parameters. The proposed NDT method has been experimentally tested and verified for its utility for the evaluation of SFRC in building practice.

[ES] El desarrollo de materiales en la industria de la construcción tiene un impacto directo en las emisiones de gases de efecto invernadero; al interpretar la relación de los aspectos relacionados con su producción, uso, reutilización, energía incorporada, será posible comprender y planificar criterios para calcular sus emisiones y su relación con los costos óptimos de construcción. Las emisiones de gas efecto invernadero- GEI en la construcción de los edificios agrupan un conjunto de datos, en el que es posible relacionar las emisiones específicas de carbono - CO₂ para cada material. La información sobre emisiones debe estar catalogada con criterios de selección y estar calificada. Esta investigación se basa en una clasificación y calificación de criterios, para recopilar datos sobre emisiones de CO₂ en los materiales de la edificación, en base a los datos en las declaraciones ambientales de los productos- DAP(s) desarrolladas a partir de los cálculos de emisiones, bajo los estándares e ISO (s) (International Organization for Standardization- ISO) vigentes en la unión europea. El criterio para compilar datos de CO₂ se aplicó al Catálogo de soluciones constructivas de la Base de Datos de Construcción del Instituto Valenciano de la Construcción- IVE, para ingresar datos sobre emisiones de materiales. Los datos sobre emisiones de CO₂ se clasificaron en una muestra representativa de 815 materiales estudiados del Catálogo de soluciones de construcción, de la Base de datos de construcción del Instituto Valenciano de la Construcción-IVE, Anexo I: Aislamiento térmico y acústico (2019), Valencia, España; Analizando las declaraciones ambientales de productos existentes (DAP) con datos sobre los potenciales de calentamiento global -GWP [kg CO₂ equivalente- eq], esta información fue calificada con 3 puntos evaluados: 1) uso de UNE-EN 15804: 1.00 puntos, 2) uso de EN ISO 14025: 1.00 puntos, 3) DAP y datos sobre fechas actuales: 1.00 puntos; utilidad para el catálogo IVE: 0.00 a <2.00 (No útil); > 3.00 (Útil). La calificación y la obtención de 3.00 puntos proporcionaron datos de emisiones útiles de acuerdo con: a) GWP [kg CO₂ eq], b) DAP, Norma (s) e ISO (s), c) datos públicos. Los datos se relacionaron con análisis de fachadas y el uso de nuevos materiales, sumado al coste óptimo, en relación con el análisis de casos; de los edificios tipo 1-2 más representativos de la comunidad valenciana, para identificar la relación de costos y las emisiones de CO₂ se analizó la elección comparativa de materiales en base a los datos calificados y evaluados por el macro criterio de compilación, demostrando como resultado que en el caso de la rehabilitación de fachadas, la elección de los materiales, el costo y los datos de emisión se relaciona al impacto ambiental de una construcción. / [CA] El desenvolupament de materials en la indústria de la construcció té un impacte directe en les emissions (gasos efecte hivernacle); a l'interpretar la relació dels aspectes relacionats amb la seva producció, ús, reutilització, energia incorporada, serà possible comprendre i planificar criteris per calcular-ne les emissions i la seva relació amb els costos òptims de construcció. Les emissions de gasos d'efecte hivernacle en la construcció d'edificis agrupen un conjunt de dades, en el qual és possible relacionar les emissions específiques de carboni -CO₂ per a cada material. La informació sobre emissions ha d'estar catalogada amb criteris de selecció i estar qualificada. Aquesta investigació es basa en una classificació i qualificació de criteris, per recopilar dades sobre les emissions de CO₂ en els materials de construcció, en base a les declaracions ambientals del producte - EPD (s) d'acord amb els càlculs d'emissions, estàndards i ISO (s) (International Organization for Standardization- ISO) vigents a la Unió europea. El criteri per compilar dades de CO₂ es va aplicar a el Catàleg de solucions constructives de la Base de Dades de Construcció d'l'Institut Valencià de la Construcció-IVE, per ingressar dades sobre emissions de materials. Les dades sobre emissions de CO₂ es van classificar en una mostra representativa de 815 materials estudiats de l'Catàleg de solucions de construcció, de la Base de dades de construcció de l'Institut Valencià de la Construcció-IVE, Annex I: Aïllament tèrmic i acústic (2019), València, Espanya; Analitzant les declaracions ambientals de productes existents (EPD) amb dades sobre el potencial d'escalfament global -GWP [kg CO2 eq], la informació es va qualificar amb 3 punts avaluats: 1) ús d'UNE-EN 15804: 1.00 punts, 2) ús de EN ISO 14025: 1.00 punts, 3) DAP i dades sobre dates actuals: 1.00 punts; utilitat per al catàleg IVE: 0.00 a <2.00 (No útil); > 3.00 (Útil). La qualificació i l'obtenció de 3.00 punts van proporcionar dades d'emissions útils d'acord amb: a) GWP [kg CO₂ eq], b) DAP, Norma (s) i ISO (s), c) dades públiques actuals. Les dades es van relacionar amb anàlisi de façanes i l'ús de nous materials, sumat a el cost òptim, en relació amb l'anàlisi de casos; dels edificis tipus 1-2 més representatius de la Comunitat Valenciana, per a identificar la relació de costos i les emissions de CO₂ es va analitzar l'elecció comparativa de materials en base a les dades qualificats i avaluats pel macro criteri de compilació, demostrant com a resultat que en el cas de la rehabilitació de façanes, l'elecció dels materials, el cost i les dades d'emissió es relaciona a l'impacte ambiental d'una construcció. / [EN] The industrial development of construction materials establishes an environmental impact in relation to emissions. When interpreting the relationship of the aspects related to its production, use, reuse, incorporated energy, it will be possible to understand and plan criteria to calculate its emissions and its relation to the optimal construction costs. Greenhouse gas emissions in building construction group a set of data, in which it is possible to relate the specific carbon -CO₂ emissions for each material. The information on emissions must be cataloged with selection criteria and be qualified. This research is based on qualification of criteria, to collect data on CO₂ emissions in construction materials, based on the environmental declarations of the product - EPD (s) according to the calculations of emissions, standards and ISO (s) (International Organization for Standardization- ISO) in force in the European Union. The criterion for compiling CO₂ data was applied to the Catalog of constructive solutions of the Construction Database of the Valencian Institute of Construction-IVE, to enter data on material emissions. The data on CO₂ emissions were classified in a representative sample of 815 materials studied from the Catalog of construction solutions, from the Construction Database of the Valencian Institute of Construction-IVE, Annex I: Thermal and acoustic insulation (2019), Valencia Spain; Analyzing the environmental declarations of existing products (EPD) with data on the Global Warming Potential -GWP [kg CO₂ eq] (IPCC, 2007), the information was rated with 3 points evaluated: 1) use of UNE-EN 15804: 1.00 points, 2) use of EN ISO 14025: 1.00 points, 3) EPD and data on current dates: 1.00 points; utility for the IVE catalog: 0.00 to <2.00 (Not useful); > 3.00 (Useful). The qualification and the obtaining of 3.00 points provided useful emission data according to: a) GWP [kg CO₂ eq], b) DAP, Standard (s) and ISO (s), c) current public data. The data were related to façade analysis and the new production of materials, added to the optimal cost, in case analysis; were analyzed most representative type 1-2 buildings of the Valencian community to identify the relationship of costs and CO₂ emissions, the comparative choice of materials was analyzed the data grading evaluated whit the macro compilation criterion, demonstrating as a result that in the case of the rehabilitation of facades, the choice of materials, cost and emission data is related to the environmental impact of a construction. / Arguedas Garro, CE. (2021). Estudio de datos relativos a emisiones de CO2 en materiales de construcción como estrategia para la rehabilitación de fachadas con bajo impacto ambiental [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/171021 / TESIS

<p>Hydrated portland cement provides the solid adhesive matrix necessary to bind aggregate (sand and gravel) into concrete. The hydration reaction requires water, however the products of the reaction limit further diffusion of water to unreacted cement. Superabsorbent polymer (SAP) hydrogel particles absorb mixing water, then subsequently desorb when the relative humidity drops, serving as internal water reservoirs within the cement matrix to shorten diffusion distances and promote the hydration reaction in a process called internal curing. Internally cured cementitious mixtures exhibit an increased degree of hydration and reduced shrinkage and cracking, which can increase concrete service life. Increased service life can, in turn, reduce overall demand for portland cement production, thereby lowering CO2 emissions.</p> <p>This dissertation addresses practical implementation questions key to the translation of SAP hydrogel internal curing technology to from the benchtop to the field in transportation applications, including: (1) What effects do mix design adjustments made to increase mixture flow when using SAP have on cementitious mixture properties? and (2) What effect do cementitious binder characteristics have on SAP performance?</p> <p>The addition of SAP to a cementitious mixture changes the mixture’s flow behavior. Flow behavior is an important aspect of concrete workability and sufficient flow is necessary to place well consolidated and molded samples. Often, additional water is added to mixtures using SAP to account for the absorbed water, however cementitious mixture workability is often tuned using high range water reducing admixtures (e.g., polycarboxylate ester-based dispersants). Fresh and hardened properties of mortars were characterized with respect to flow modification method (using the mortar flow table test; compressive strength at 3, 7, and 28 days; flexural strength at 7 and 28 days; and microstructural characterization of 28-day mortars). At typical doses, it was found that the addition of extra water lowers the resulting compressive and flexural strength, while high range water reducing admixtures administered at doses to achieve sufficient mortar flow did not compromise compressive or flexural strength.</p> <p>The SAPs used in cement are generally poly(acrylamide-acrylic acid) hydrogels and are not chemically inert in high ionic-load environments, such as cement mixtures. The behavior of an industrial SAP formulation with characterized across five different cement binder compositions with respect the cement hydration reaction (using isothermal calorimetry, thermogravimetric analysis of hydration product fraction, and scanning electron microscopy (SEM)/energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) microstructural analysis), the absorption behavior of the SAP, and the fresh and hardened properties of SAP-cement composites (mortar flow and compressive and flexural strength). The change in properties induced by the addition of SAP was similar across ASTM Type I cements from three manufacturing sources, suggesting that SAP internal curing can be implemented predictably over time and geography. Excitingly, in analysis of cement systems meeting different ASTM standards (Type III and Type I with 30% replacement by mass with ground blast furnace slag), synergistic and mitigating reaction behaviors were observed, respectively, in Type III and slag cement, suggesting that further study of SAP with these cement systems could be of particular interest.</p>

In this thesis, a framework is constructed for a life cycle assessment within a civilengineering project. There are various methods available on how to conduct lifecycle assessments and this thesis explores one method related to civil engineeringworks. The assessment follows the structure based in related standards such asEN 15804 which describes how to declare construction products. A working copyof a possible upcoming European level standard for sustainability assessment ofcivil engineering works is also used in the process. The object of assessment arethe materials, concrete and steel, in the retaining walls that are constructed alongthe channel near Södertälje Harbour. This is a part of a larger project, called theMälar Project.The life cycle of these type of constructions often stretches over long periodsof time which leaves a lot of uncertainties while estimating the impacts during thelater life stages. The research problem is much about how to handle the differentmodules of the life cycle regarding civil engineering works.Example data were collected and presented for each module of the life stage.The results of the example data showed that most of the impact came from theproduct stage. The conclusions are that the collection of data should be an integratedpart in the operating procedures for the company for a more efficientprocess, Environmental Product Declarations are a good source of data and standardson European level gives good guidelines on how to conduct a life cycleassessment for civil engineering projects. / I detta examensarbete konstrueras ett ramverk för hur en livscykelanalys kan utförasinom väg- och vattenbyggnad. Det finns många olika riktlinjer för hur enlivscykelanalys kan utföras och i detta examensarbete utforskas en metod för projektinom väg- och vattenbyggnad. Arbetet följer strukturen ur EN 15804 sombeskriver hur man bedömer byggprodukter. Ett arbetsexemplar av en ny, möjligstandard på Europanivå för miljöbedömning av projekt inom väg- och vatten användsockså i processen. Det som bedöms via livscykelanalys i denna studie är deingående materialen, stål och betong, i hållväggarna som byggs längs med kanalenvid Södertälje Hamn. Detta är en del av ett större projekt, kallat Mälarprojektet.Livscyklerna för denna typ av projekt är oftast väldigt långa vilket skapar enosäkerhet i data då påverkan för senare delar av livscykeln behöver uppskattas.Problematiken som presenteras handlar mycket om hur modulerna för livscykelnska behandlas för denna typ av projekt.Exempeldata samlades in för de olika modulerna och presenterades i tabellersom täcker alla relevanta delar av livscykeln. Resultatet av exempeldatan visadeatt den mesta påverkan kom från produktstadiet. De slutsatser som dras är attinsamlingen av data bör vara en integrerad del av företagets arbetsmetod fören effektiv process, miljödeklarationer är en bra källa till data och standards påEuropanivå ger bra guidelinjer för hur en livscykelanalys kan utföras för liknandeprojekt.

<p dir="ltr">This thesis investigates the embedment of Dynamic Wireless Power Transfer (DWPT) components within two pavement test sections, aiming to evaluate their mechanical and thermal responses. The integration of DWPT components into the pavement structure, while enabling dynamic power delivery to EVs, alters the conventional geometric design of a typical pavement, potentially influencing their short-term and long-term durability and integrity. Hence, to ensure the integrity and efficiency of both the embedded system and the surrounding structure, it is essential to understand how integrating these components influence the pavement's performance.</p><p dir="ltr">Conducted at the Accelerated Pavement Testing (APT) facility of the Indiana Department of Transportation (INDOT), the study evaluates over the course of 25,000 APT traffic passes, the mechanical and thermal responses of both, a flexible and rigid pavement test section. Each test section features a Charging Unit (CU), a concrete slab upon which the DWPT components are placed. The construction of the flexible pavement involved milling down 2 in. of the existing pavement surface, while the rigid pavement required complete demolition of the existing pavement. The flexible pavement’s CU is composed of Class A concrete and the rigid pavement's CU features magnetizable concrete, a type of concrete composed of ferrite particles embedded in a cement matrix. Among the two pavement sections, only the rigid pavement exhibited visible distress, identified as a mid-panel crack. Several factors contributed to the crack formation, including inadequate adhesion between concrete interfaces, concrete mix segregation, material variations, construction issues, and nonuniform load distribution. The manual construction procedures, which were employed to prevent disrupting the embedded DWPT components and sensor instrumentation, and the one-week gap between casting the CU and the surrounding slab might have further influenced the adhesion strength of the rigid pavement section.</p><p dir="ltr">By examining the construction techniques employed, challenges encountered, and resulting behavior of both pavement test sections, this study provides insights into the construction and performance implications of DWPT component integration into pavements, as evidenced by the responses observed in the test sections. This thesis thereby contributes to the ongoing research efforts on investigating the impact such integration has on the surrounding structure's integrity.</p>

Tesis por compendio / [ES] La idea general de esta tesis es estudiar el papel que el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) puede jugar como una herramienta para la toma de decisiones durante la fase de proyecto de una obra de construcción. El ACV es una metodología que permite el cálculo de los impactos ambientales de cualquier actividad humana. Este trabajo está construido en tres niveles, el estudio de materiales de construcción individualmente, las soluciones constructivas y por último el conjunto del edificio. A medida que los capítulos progresan, el foco del estudio se aleja desde las particularidades asociadas con los materiales hasta llegar al estudio del ciclo de vida de los edificios. El capítulo uno corresponde con el primer nivel. En este capítulo, varios biocomposites que contienen resina bio-epoxi se comparan con la placa de yeso laminado en términos de sus impactos medioambientales y sus propiedades mecánicas. En el caso de las soluciones constructivas, esta tesis analiza, además de los impactos ambientales, otros parámetros relevantes, tales como el comportamiento acústico y térmico. Sin un comportamiento adecuado en esos aspectos. las soluciones constructivas sostenibles no pueden considerarse una alternativa a las convencionales. En el caso del capítulo 2, se comparan varios tipos de particiones que combinan los biocomposites estudiados en el primer capítulo con absorbentes acústicos convencionales y no convencionales en términos de sus impactos medioambientales y su aislamiento a ruido aéreo. El tercer capítulo continúa tratando las soluciones constructivas. En este caso se analiza el uso de paneles de fachada formados a partir de residuo de paja de arroz generada en el parque natural de la Albufera. Una fachada compuesta por estos paneles se compara a una fachada de doble hoja de ladrillo. El estudio lidia con la comparación de sus impactos ambientales, su aislamiento a ruido aéreo y su transmitancia térmica. Además se analiza el comportamiento higrotérmico de la fachada de paja. El último capítulo compara los impactos ambientales de una casa de madera pensada para ser una referencia de la media europea en cinco ciudades diferentes. Las ciudades estudiadas son Munich, Ljubljana, Portorož, Madrid, and Valencia. El propósito es comprender como las barreras hacia la sostenibilidad regenerativa cambian dependiendo de la ubicación. En referencia a los resultados, el primer capítulo indica que los composites propuestos pueden ser una alternativa sostenible a la placa de yeso laminado al reducir un 50% su impacto ambiental. El segundo capítulo muestra que reemplazar la placa de yeso laminado y la lana mineral de las particiones por los biocomposites y con un material basado en residuo de lana de oveja puede reducir las emisiones de carbono un 60%. El tercer capítulo señala la importancia de encontrar manera de utilizar la paja de arroz de la albufera como materia prima. Además, la fachada de paja de arroz analizada demuestra no solo ser beneficiosa para el medio ambiente (evita la emisión de 52 kg de CO2 eq. por metro cuadrado), sino también demuestra ser una alternativa adecuada en términos de su comportamiento acústico, térmico e higrotérmico. Debido a los beneficios ambientales que el uso de los paneles de paja supone para el medio ambiente, la paja de arroz puede ser considerada como un material glocal. El último capítulo muestra que las medidas de sostenibilidad convencional, como el uso de la madera en la estructura y el aumento del aislamiento, no son suficientes para llegar a construir edificios regenerativos ni de emisiones de carbono neutras (NZED). El uso de materiales de base biológica, un correcto diseño y nuevas tecnologías enfocadas a la eficiencia energética son fundamentales para alcanzar el objetivo de la sostenibilidad regenerativa. En general los resultados enfatizan la necesidad de utilizar el ACV como una herramienta para la toma de decisiones en fase de proyecto de un edificio. El ACV es la única metodología capaz de ofrecer una representación fiable de la influencia que un edificio tiene sobre el medio ambiente / [CA] La idea general d'aquesta tesi es estudiar del paper que l'Anàlisi de Cicle de Vida (ACV) podria jugar com a ferramenta per a la pressa de decisions durant la fase de projecte d'una obra de construcció. El ACV és una metodologia que permet el càlcul dels impactes ambientals de qualsevol activitat humana. Aquest treball està construït en tres nivells, el estudi de materials de construcció de manera individual, les solucions constructives i per últim l'edifici com a conjunt. A mesura que els capítols progressen, el focus s'allunya des de les particularitats dels materials fins arribar a l'estudi del cicle de vida dels edificis. El capítol 1 es correspon amb el primer nivell. En aquest capítol. diversos biocomposites formats amb resina bio-epoxi es comparen amb la placa de guix laminat en termes dels seus impactes ambientals y les propietats mecàniques. En el cas de les solucions constructives, aquesta tesi analitza, a més dels impactes ambientals, uns altres paràmetres rellevants, com el comportament acústic i tèrmic. Sense un comportament adequat en eixos aspectes, una solució constructiva composada de materials sostenibles no pot ser considerada una alternativa al mètodes de construcció convencional. En el cas del segon capítol, diversos tipus de particions que combinen els biocomposites estudiats en el primer capítol amb absorbents acústics convencionals i no convencionals en termes dels seus impactes ambiental i el seu aïllament a soroll aeri. El tercer capítol continua analitzant solucions constructives. En aquest cas s'analitza l'ús de panels de façana composats de residu de palla d'arròs generada al parc natural de l'Albufera de València. Una façana composta d'aquestos panells es compara amb una façana de doble fulla de maó. L'estudi tracta la comparació dels seus impactes ambientals, el seu aïllament acústic i la transmitància tèrmica. A més s'analitza el comportament higrotèrmic de la façana de palla.L'últim capítol compara els impactes ambientals de una casa de fusta pensada com una referència de la mitjana europea en cinc ciutats diferents. Les ciutats estudiades són Múnich, Liubliana, Portorož, Madrid, and València. L'objectiu es comprendre com les barreres cap a la sostenibilitat regenerativa canvien depenent de la ubicació del edifici. En el referent als resultats, el primer capítol indica que els compòsits proposats poden ser una alternativa sostenible a la placa de guix laminat al reduir un 50% el seu impacte ambiental. El segon capítol mostra que reemplaçar la placa de guix laminat i la llana mineral de les particions amb els biocomposites i amb un material basat en residu de llana d'ovella pot reduir les emissions de carboni un 60%. El tercer capítol senyala la importància de trobar maneres d'emprar la palla d'arròs de l'Albufera com a matèria prima. A més, la façana de palla d'arròs analitzada demostra ser no sols beneficiosa per al medi ambient (evita la emissió de 52 kg de CO2 eq. per metre quadrat), sinó també demostra ser una alternativa adequada en termes del seu comportament acústic, tèrmic i higrotèrmic. L'últim capítol mostra que mesures de sostenibilitat convencional, com emprar estructura de fusta i augmentar l'aïllament, no son suficients per arribar a construir edificis d'emissions neutres de carboni (NZEB). L'ús de materials de base biològica, un correcte disseny i noves tecnologies enfocades a l'eficiència energètica són fonamentals per arribar a la sostenibilitat regenerativa. En general, els resultats emfatitzen la necessitat d'utilitzar el ACV com a una ferramenta per a la pressa de decisions en la fase de projecte d'un edifici. El ACV és l'única metodologia capaç d'oferir una representació fiable de la influència que un edifici te sobre el medi ambient. / [EN] The overarching idea of this thesis is to analyze the role of Life Cycle Assessment (LCA) as a project decision-making tool. LCA is a methodology to conduct a sustainability analysis of any human activity. This work is constructed in three levels, the study of building materials individually, the constructions, such as façades and partitions, and finally, the whole building. As the chapters progress, the focus of the study zooms out from the particularities associated with materials until arriving at the study of the life cycle of buildings. Chapter one corresponds with the first level. In this chapter, several composite boards with bio-epoxy resin and natural fibers are compared to plasterboard in terms of their environmental impact and mechanic characteristics. In the case of constructions, this thesis analyzes some important aspects related to their performance, such as acoustic and thermal insulation. Without at least a competent performance in those parameters, constructions composed of new sustainable materials cannot be considered alternatives to the conventional solutions. In chapter 2, several partition typologies combining the biocomposites and new and conventional acoustic absorbents are compared in terms of their environmental impacts and their airborne acoustic insulation. The third chapter, which also deals with constructions, analyzes the use of façade panels built using rice straw waste from the Albufera park in Valencia and compares it to the most common façade typology in Valencia, the double-layered brick wall. The study assesses the airborne acoustic insulation and the thermal transmittance of the straw construction experimentally. The hygrothermal performance of this material is also analyzed. The last chapter deals with the environmental impacts of buildings as a whole by comparing a European reference wood house in different locations in Europe. The environmental impacts of this house are studied over its whole life cycle in Munich, Ljubljana, Portorož, Madrid, and Valencia to understand how barriers towards regenerative sustainability change depending on location. When it comes to the results, the first chapter indicates that the bio-epoxy composites proposed can be a sustainable alternative to plasterboard by reducing the environmental impact by around 50%. The second chapter shows that replacing the plasterboard and the mineral wool in a drywall partition with the bio-composites and a sheep wool acoustic absorbent can reduce carbon emissions by almost 60%. The third chapter highlights the importance of finding ways of using the rice straw from the Albufera park as a raw material. Moreover, the rice straw façade analyzed demonstrated to be not only beneficial for the environment (avoids the emission of 52 kg of CO2e to the atmosphere per square meter), but also perfectly adequate to be a sustainable alternative to the most common façade typologies in Valencia in terms of acoustic, thermal and hygrothermal performance. Because of the environmental benefits of its use and the fact that it is a proximity material, the rice straw façade panels can be considered a glocal material. The last chapter shows that conventional sustainability measures, such as a wooden frame and high thermal insulation, are not enough to successfully build neither regenerative nor Nearly Zero Emissions Buildings (NZEB). The use of bio-based materials, designing towards passive efficiency, and new technologies are necessary to reach regenerative sustainability. Overall, the results emphasize the need to use LCA as a decision-making tool during the project stage of a building. LCA is the only tool that can provide an accurate representation of the influence a building will have on the environment over its lifespan. / The authors gratefully thank the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness, for funding the project BIA2013-41537-R (BIAEFIREMAT ‘Development of new sustainable eco- materials and building systems for the building industry, based on the use of residues and renewable raw materials’). The project is co-funded by the European Regional Development Fund and it is included in the R+D National Programme for Research Aimed at the Challenges of Society. Authors EMS, EPN, and MDB gratefully acknowledge the European Commission for funding InnoRenew CoE (grant agreement #739574), under the H2020 Widespread-Teaming programme and Republic of Slovenia (investment funding of the Republic of Slovenia and the European Union’s European Regional Development Fund). Author AQG was supported in part by a STSM grant from COST Action CA16114 – Rethink Sustainability Towards a Regenerative Economy (RESTORE). / Quintana Gallardo, A. (2021). On Life Cycle Assessment in the Built Environment: from Conventional Sustainability to Regeneration and Glocal Architecture [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/180176 / Compendio

Världens fokus på hållbar utveckling är större än någonsin tidigare, och konstruktionssektorn ansvarar för upp emot 25 till 40 procent av de globala koldioxid emissionerna. Ett av nyckelmaterialen för att öka en byggnads energieffektivitet är isoleringsmaterialen. Syftet med detta kandidatexamensarbete är att utvärdera GWP:n av hampafiberisolering jämfört med de två marknadsledande isoleringsmaterialen, mineralull och cellplast.  GWP:n av de tre isoleringsmaterialen beräknas efter att vardera isoleringsmaterial har blivit placerat i ett envåningshus med storleken 30 m2. Livscykelanalysen för byggnader används sedan som bakgrund för att beräkna GWP:n av de tre byggnaderna. De beräknade kategorierna för GWP:n av byggnaderna är: råmaterial, transport, produktion, konstruktion samt energianvändningen. Byggnaderna antas ha en inomhustemperatur på 20°C och har blivit konstruerade i Stockholm, Sverige.  Utan överraskning var hampafibern det isoleringsmaterial som hade lägst GWP i kategorierna; råmaterial, produktion och konstruktion. Däremot på grund av hampafiberns mindre optimala termiska konduktivitet jämfört med de andra isoleringsmaterialen var byggnaden med hampafiberisolering den minst energieffektiva.  Trots den lägre energieffektiviteten visade sig byggnaden med hampafiberisolering vara den med lägst GWP under en 30 årsperiod, förutsatt att förnyelsebara energikällor användes. Överraskande nog, var däremot källan från vart elektriciteten kom mycket viktig för att avgöra byggnadernas GWP. När den svenska elmixen från Boverkets klimatdatabas användes var skillnaden i GWP mellan de olika byggnaderna marginell. Användes istället förnyelsebara energikällor i form av vindkraft, var hampafiberisoleringen det mest fördelaktiga isoleringsmaterialet ur ett miljöperspektiv. / The world's focus on global warming has grown larger than ever before, and the construction sectorisresponsibleforupwardsof 25to40percentoftheglobalcarbonemissions.Oneof the key materials to increase the energy efficiency of buildings are insulation materials. The purpose of the thesis is to evaluate the global warming potential of insulation made out of hemp compared with the two leading insulation materials on the global market, Mineral wool insulation &amp; EPS.  The global warming potential of the three insulation materials are calculated whilst each is placed in a 30 m2 one-story house. The life cycle assessment (LCA) of buildings is used as background to calculate the global warming potential of each of the three buildings. The calculated categories for the global warming potential are: raw materials, transportation, production, the construction phase, and energy usage in the building. The buildings are assumed to have an inside temperature of 20°C and have been constructed in Stockholm, Sweden.  To no surprise the hemp fibre insulation material had the lowest global warming potential out of the three materials during the raw material, production and construction phase. However due to the less optimal value of thermal conductivity for the hemp fiber insulation compared to the other materials, the energy efficiency in the building using hemp fibre insulation was comparatively the worst.  However, the building using hemp fibre insulation could be concluded as the one with the least global warming potential during a 30 year usage if the correct energy sources were used. Surprisingly enough it turned out that the source of electricity was vital for the global warming potential. When using the Swedish electricity mix found in Boverkets Climate database the difference between the buildings was marginal. If renewable sources in the form of wind power were used instead of the national mix for electricity the differences were more noticable and the building using hemp fiber as insulation was less impactful the lower the global warming potential of the energy source was per kWh.

In the present work, deformation behavior, texture and microstructure evolution of commercially pure titanium (CP Ti) are investigated by electron backscattered diffraction (EBSD) after compression tests at elevated temperatures. By analysing work hardening rate vs. flow stress, the deformation behaviour can be divided into three groups, viz. three-stage work hardening, two-stage work hardening and flow softening. A new deformation condition map is presented, dividing the deformation behavior of CP Ti into three distinct zones which can be separated by two distinct values of the Zener-Hollomon parameter. The deformed microstructures reveal that dynamic recovery is the dominant deformation mechanism for CP Ti during hot working. It is the first time that the Schmid factor and pole figures are used to analyse how the individual slip systems activate and how their activities evolve under various deformation conditions. Two constitutive equations are proposed in this work, one is for single peak dynamic recrystallization (DRX), the other is specially for CP Ti deformed during hot working. After the hot compression tests, some stress-strain curves show a single peak, leading to the motivation of setting up a DRX model. However, the examinations of EBSD maps and metallography evidently show that the deformation mechanism is dynamic recovery rather than DRX. Then, the second model is set up. The influence of the deformation conditions on grain size, texture and deformation twinning is systematically investigated. The results show that {10-12} twinning only occurs at the early stage of deformation. As the strain increases, the {10-12} twinning is suppressed while {10- 11} twinning appears. Three peaks are found in the misorientation frequency-distribution corresponding to basal fiber texture, {10-11} and {10-12} twinning, respectively. A logZ-value of 13 is found to be critical for both the onset of {10-11} compressive twinning and the break point for the subgrain size. The presence of {10-11} twinning is the key factor for effectively reducing the deformed grain size. The percentage of low angle grain boundaries decreases with increasing Z-parameter, falling into a region separated by two parallel lines with a common slope and 10% displacement. After deformation, three texture components can be found, one close to the compression direction, CD, one 10~30° to CD and another 45° to CD. / QC 20100819

Cette recherche s'intéresse aux matériaux de construction et aux architectes. Elle explore les circuits le long desquels circulent les matériaux et étudie les dispositifs dont ils sont munis pour rendre cette circulation possible. Elle se penche sur les rôles que jouent et sur ceux que pourraient jouer les concepteurs au sein de ces circuits et en regard de ces dispositifs.<p>Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une réflexion sur les pratiques de l'aménagement de l'espace bâti. Au cours de son trajet entre son site de production et celui de sa mise en œuvre (c'est-à-dire le chantier de construction) – et même au-delà, lorsqu'une transformation libère des éléments constructifs – un matériau passe par de nombreuses étapes. Parmi toutes celles-ci, le passage par le moment de la conception est un élément central de cette recherche (même si d'autres étapes seront également explorées au fil de pages de ce travail). Quels rôles les concepteurs jouent-ils au sein de ces vastes assemblages d'acteurs et de dispositifs qui se déploient le long des trajectoires des matériaux de construction ? Comment les concepteurs sont-ils affectés par ces assemblages et comment peuvent-ils les affecter en retour ?<p>Répondre à ces questions engage une exploration des principales trajectoires des matériaux de construction et un examen attentif des dispositifs dont ils sont munis au fil de ce processus. C'est ce à quoi s'attache la première partie de cette recherche, dont la portée est plutôt descriptive. Mais elle ne s'arrête pas à ce stade. Elle comporte également une seconde partie, plus prospective et critique. Cette recherche propose en effet d'explorer certaines pistes de reconfiguration au sein de ces assemblages. Elle examine plusieurs questions touchant aux limites des circuits de l'économie matérielle : par quelles modifications faudrait-il en passer pour que des matériaux actuellement exclus des circuits les plus courants de l'économie matérielle puissent malgré tout y circuler ? D'autres arrière-plans axiologiques pourraient-ils être mis en jeu dans les circuits de l'économie matérielle ?<p>La présente recherche repose sur l'hypothèse que les concepteurs peuvent effectivement contribuer à la transformation progressive des circuits de l'économie matérielle. Ils ont vraisemblablement un rôle à jouer dans la possibilité d'ouvrir ces circuits à de nouveaux matériaux, et de contribuer ainsi à établir des pratiques plus à même de répondre aux enjeux écologiques et politiques auxquels sont confrontés notre planète et ses habitants. Bien sûr, les concepteurs n'ont pas l'exclusivité de tels changements. D'autres acteurs peuvent, et même doivent, participer à de tels efforts. Ce sont pourtant principalement les concepteurs qui retiendront l'attention de cette recherche. Il s'agit dans ce cadre d'explorer les conditions d'un tel changement, et ce tant d'un point de vue méthodologique que d'un point de vue pratique.<p>/<p>This research investigates the relation between construction materials and architects. It examines the circuits along which the materials circulates and it studies the devices that are embedded in the materials in order to render this circulation feasible. It looks into the roles that are played, and those that could be played, by the designers within these circuits and in regard with these devices.<p>This work is part of a reflection on the practices of designing and constructing the built environment. During its journey between its production site and that of its implementation (i.e. the construction site) – and even beyond, when a transformation frees again constructive elements – a construction material travels through many steps. Among all these, the passage through the design process is a key element. What role do the designers perform within these networks of actors and devices? How are they affected by these assemblages and how can they affect them in return?<p>Answering these questions undertakes an exploration of the main trajectories of construction materials and of the devices that are embedded throughout these processes. This is the topic of the first part of the research. At this point, the scope is mainly descriptive. But the research goes further: it also involves a more critical and prospective dimension. It proposes indeed to discuss several possible reconfigurations within these assemblages. What would be necessary in order to include new materials that are currently excluded from the main circuits of material economy? Could other axiological backgrounds be represented within these circuits?<p>This research is based on the assumption that designers can effectively contribute to the gradual transformation of the circuits of material economy. They can probably help alternative materials to circulate in more standard circuits, and thus help to establish new practices that are more likely to respond to environmental and social issues. Of course, the designers do not have a monopoly on such changes. Other actors may, and even must, participate in such efforts. Yet, the main focus of this research is the designer. It explores the conditions of such a change, both from a methodological and practical perspective. / Doctorat en Art de bâtir et urbanisme / info:eu-repo/semantics/nonPublished