Hormigón reciclado

Fabricación del hormigón con áridos reciclados
Aplicaciones del hormigón con áridos reciclados
Conclusión
Introducción.
El hormigón es un material de construcción formado por la mezcla de arena, grava, gravilla, cemento y
agua. Es un material conocido desde antiguamente y que se sigue utilizando en la actualidad por sus
múltiples aplicaciones.
En cuanto a sus componentes diremos que, el cemento sea del tipo Portland o cementos especiales, deberán
ser adecuados a los esfuerzos que ha de soportar la pieza o estructura y el ambiente que la rodee (temperatura,
agua de mar, ambientes corrosivos, etc.).
El agua empleada para la confección y curado del hormigón no debe contener productos perjudiciales que
lo ataquen y alteren sus caracterÃ-sticas mecánicas. En general, cualquier agua potable puede ser usada en la
fabricación del hormigón. Los áridos pueden ser arenas y gravas naturales o procedentes de machaqueo.
En algunos casos se hace uso de aditivos con el fin de mejorar o cambiar algunas de sus propiedades, como
los aceleradores de fraguado.
Aparecen distintos tipos de hormigones:
El hormigón de masa, que consiste en una argamasa de hormigón normal, que a veces se refuerza con
armaduras, solo para evitar el peligro de contracciones y esfuerzos debidos a ala temperatura.
El hormigón prefabricado, es el preparado en fábrica, a diferencia del hormigón preparado a pie de obra.
Se basa en el moldeo previo de piezas de hormigón que luego serán utilizadas como unidades de
construcción.
El hormigón ligero, fabricado a partir de materiales porosos. Esto permite rebajar el peso especÃ-fico a
valores netamente inferiores al de los hormigones ordinarios.
El hormigón armado, consiste en reunir en una misma pieza varillas y hormigón con el objetivo de que el
compuesto resista los esfuerzos de tracción a los que se ve sometido.
El hormigón pretensado, contiene tensiones internas de compresión establecidas a base de tensar unas
barras o cables de acero embebidos en su interior.
El hormigón reciclado, en el que basaremos todo el estudio, está constituido por áridos de materiales
reciclados, es decir áridos procedentes de estructuras, edificios, (RCD) que se someten a unos procesos de
cribado, machaqueo y tratamiento cuyo objetivo es formar parte del nuevo hormigón. A continuación
explicaremos más extensamente en qué consisten estos residuos.
Residuos de construcción y demolición.
La construcción parece un sector idóneo para fomentar el uso racional de residuos y subproductos
industriales. Por una parte, consume grandes volúmenes de materias primas y, por otro, genera enormes
cantidades de escombros procedentes de la demolición de edificios o de desperdicios de materiales
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provenientes de la construcción de una obra nueva o de reformas en viviendas y urbanizaciones. Poco a poco
se va expandiendo el interés por utilizar residuos de construcción y demolición en las nuevas
edificaciones, aliviándose asÃ- el problema ambiental que origina la eliminación de los mismos.
Los Residuos de Construcción y Demolición (denominados RCD), también llamados residuos inertes y
conocidos habitualmente como escombros, varÃ-an según se trate de nueva construcción, reforma o
demolición. También va a depender de la actividad para la que se ha diseñado el edificio, asÃ- como la
zona donde se haya realizado la obra y la edad de la misma, ya que los materiales una vez utilizados van
sufriendo variaciones importantes en el tiempo.
Los áridos reciclados son el resultado de la gestión y tratamiento de los residuos de la construcción y
demolición, que tras someterlos a un proceso de reducción de tamaño y cribado, y analizarlos en
laboratorio, cumplen con las especificaciones técnicas para una aplicación dada dentro del sector de la
construcción y de la obra civil. El volumen y la composición de los RCD están directamente relacionados
con el tipo de actividad, el tipo de obra de la que provienen, de la edad del edificio o infraestructura.
En general, los tipos de áridos que habitualmente se producen son: zahorras y gravas para bases y subbases,
de distinta procedencia, pero en la actualidad, está comenzando la aplicación de los áridos reciclados
como materia prima para la fabricación de hormigones estructurales y no estructurales y para morteros.
Origen y tipologÃ-a de los RCD
Los residuos de construcción y demolición, RCD, proceden en su mayor parte de derribos de edificios, de
excedentes de materiales de construcción en obras de nueva planta y de pequeñas obras de reformas en
viviendas o urbanizaciones.
Dentro de los tipos de RCD podemos distinguir de forma general, limpia y sucia. Los RCD limpios están
compuestos por un solo elemento mayoritario (>95% en peso) y contienen un porcentaje de impurezas menor
del 5%, entendiendo por impurezas residuos inertes no peligrosos, tipo plásticos, maderas o elementos
metálicos. Reciclados, hablaremos en general de: áridos de hormigón, áridos de aglomerado asfáltico y
otros áridos reciclados.
Caracterización de los áridos reciclados
Los áridos reciclados se pueden caracterizar bien por su fracción granulométrica: zahorras, arenas,
gravas, bien por su procedencia: áridos de hormigón, áridos de asfalto, áridos de cerámico, materiales
inertes.
Para poder determinar las aplicaciones de los áridos reciclados, hay que conocer el RCD de origen y la
composición final del árido.
Ãridos reciclados procedentes de hormigón
Los áridos reciclados procedentes de hormigón son los más estudiados y los que presentan un mayor
número de aplicaciones.
El RCD de origen puede ser muy variado, como cimentaciones y estructuras de edificios, bases de firmes
rÃ-gidos, prefabricados, etc.
Si el proceso de producción es el adecuado, los finos de los áridos de granulometrÃ-as continuas están
compuestos de hormigón únicamente, esto provoca valores del equivalente de arena altos y áridos no
plásticos.
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La forma de los áridos reciclados está determinada en gran medida por el equipo de machaqueo. Los
molinos de impactos proporcionan forma cúbica al árido, pero la experiencia ha demostrado que el
hormigón tiende a romper en bloques pequeños, nos generando apenas lajas. Todos los áridos reciclados
tienen un Ã-ndice de lajas comprendido entre el 5 y el 9%. Esta propiedad es importante para todas las
aplicaciones de los áridos (zahorras, drenajes, hormigones) Los puntos más desfavorables son la
absorción de agua y la resistencia a la fragmentación.
La razón es la fracción de mortero adherido al árido natural constituyente del hormigón inicial, pero esa
misma razón es la que favorece la compactación de los áridos, que compensa la resistencia a la
fragmentación y se alcanzan en obra densidades de compactación del 100% del valor obtenido en el ensayo
del Próctor de referencia. El grado de mezcla con otros materiales (cerámico o asfalto) hasta un cierto
porcentaje, tiene efectos más visuales que estructurales, cuando hablamos de áridos para bases y subbases.
Para la producción de áridos para hormigones y morteros, es imprescindible la ausencia total de impurezas.
Dentro del grupo de áridos reciclados producidos a partir de hormigón destacamos la zahorra 0−40 y la
grava 6−20, cuyas aplicaciones son las bases y subbases de carreteras y el árido para hormigón.
En el primer caso, la zahorra se ha empleado en numerosas obras, dando siempre resultados muy positivos y
cumpliendo con los requisitos técnicos dados.
La grava 6−20 se emplea además como material de relleno en encachados y drenajes, actualmente se está
utilizando como materia prima para la fabricación de hormigón estructural y no estructural, dosificado en
un 10% con el árido natural, obteniendo buenos resultados en la caracterización del árido y en el
hormigón fabricado con él.
Ãridos procedentes de capas de aglomerado asfáltico.
Este tipo de árido reciclado, presenta al igual que el procedente de hormigón, un núcleo formado por el
árido natural de origen, recubierto por una matriz de asfalto, resistente al desgaste y a la abrasión. Estas
caracterÃ-sticas se traducen en la obtención de áridos con un porcentaje de desclasificados inferiores muy
reducido y unos valores del coeficiente de Los Ãngeles altos, ya que no se generan finos por rozamiento del
árido en las cribas o en el transporte por las cintas, a diferencia que en el árido reciclado procedente de
hormigón.
Los áridos de asfalto presentan propiedades muy similares a los de hormigón, pero con una absorción de
agua menor y una densidad máxima de compactación mayor.
Estructuras realizado con hormigón de áridos reciclados.
Una vez conocemos los distintos de residuos que pueden incluirse en un hormigón reciclado, pasaremos a
elaborar un pequeño estudio sobre los comportamientos que presenta dicho compuesto.
El hormigón reciclado es aquel en el cuál se realiza una sustitución parcial o total de los áridos que
conforman el esqueleto del hormigón por otros materiales susceptibles de ser reutilizados. En concreto, se
han estudiado sustituciones del 20%, 50% y 100% de árido grueso natural calizo por áridos gruesos
reciclados formados, en su mayor parte, por residuos de hormigón procedentes de derribo. Por cada
dosificación, se han fabricado 2 clases diferentes de hormigón (H25 y H40) y cada una de las
combinaciones ha estado expuesta a 2 ambientes diferentes (cámara ambiental al 99% de humedad e
intemperie marina), asÃ- mismo se han estudiado 2 edades diferentes (28 y 180 dÃ-as).
Los RCDs están formados principalmente por hormigón y, en menor proporción, por otros materiales
como son los cerámicos, piedra, asfalto, metales y pequeñas trazas de yeso o plásticos. Su utilización
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supone no solamente un avance frente a la disminución de materias primas naturales necesarias sino que
además resuelve en gran medida la problemática originada por la eliminación de los subproductos de
desecho (escombros) teniendo en cuenta que cada año en nuestro paÃ-s se producen cada vez mayores
cantidades de RCDs y la demanda de árido sigue creciendo también año tras año.
Se han analizado las caracterÃ-sticas fÃ-sicas de los RCDs y del hormigón reciclado atendiendo a sus
porosidades, permeabilidades, resistencias a compresión y tracción, tipo de fisuras, propagación de las
mismas y análisis micro estructural mediante sonda electrónica de barrido. Observándose una mejora de
prestaciones con el aumento en el porcentaje de sustitución. La mayor porosidad del hormigón reciclado,
causada por la incorporación de mortero adherido del RCD utilizado reduce la relación entre el agua y el
cemento de la mezcla en un entorno próximo al árido y puede actuar como reserva durante el fraguado de
la matriz cementicia, asegurando la completa hidratación de los componentes hidráulicos del cemento.
Se enunciaron los siguientes objetivos para el estudio:
• Propiedades fÃ-sicas y mecánicas de los áridos reciclados de origen diverso.
• Propiedad de endurecimiento del hormigón en el hormigón reciclado con áridos.
• Comportamiento ante la fatiga del hormigón con áridos reciclados en flexión.
Con el objeto de estudiar las propiedades de los áridos reciclados, se seleccionaron tres tipos de materiales y
se denominaron Grupo I, Grupo II y Grupo III.
Grupo I. En el Grupo I se incluyó el material obtenido de muestras trituradas en laboratorio con las que se
habÃ-an realizado pruebas en el laboratorio respecto sobre sus distintas propiedades. La antigüedad de las
muestras fue variada. Sin embargo, ninguna de las muestras tenÃ-a una antigüedad mayor de un año. Las
muestras se trituraron manualmente con un martillo y, después, se tamizaron con el fin de obtener el
material necesario clasificado. No se retiró el mortero adherido de los áridos.
Grupo II. En el Grupo II se incluyó el material obtenido tras la demolición de un edificio. Ese material se
obtuvo de la losa de un techo demolido, que se habÃ-a construido alrededor de1 año antes. La losa se
deshizo manualmente, la viga se retiró y el hormigón se tamizó con el fin de obtener el material necesario
clasificado. El árido utilizado en esta losa era angular. Este material habÃ-a resistido un año completo y la
idea principal era compararlo con el material obtenido de las muestras trituradas en laboratorio. No se retiró
el mortero adherido.
Grupo III. En el Grupo III se incluyeron áridos con grava. El material se obtuvo de un edificio antiguo
demolido, construido hace más de 30 años. Los residuos de hormigón se llevaron al laboratorio y se
separaron de otros componentes antes de la trituración manual y del tamizado para obtener los áridos
necesarios clasificados. Debido a que la mayorÃ-a de los edificios antiguos se construyeron con grava, el
objetivo aquÃ- fue estudiar las diversas propiedades de la grava reciclada de modo que se pudiera utilizar este
material de la mejor manera posible en cuanto surgiera esa necesidad. No se retiró el mortero adherido.
Solamente se utilizaron áridos gruesos para los estudios realizados.
En los tres grupos, los escombros se partieron en trozos de tamaño mediano y, en el caso de hallar otros
componentes (madera, acero), se retiraron. Se desecharon los áridos finos/polvo producidos durante el
proceso.
En los tres grupos de áridos reciclados, el material se tamizó a través de los tamices necesarios para
lograr un tamaño nominal de 20mm. Se prepararon varias mezclas, mediante la variación de la
proporción de áridos reciclados para su uso en los estudios. En todas las mezclas se utilizó el mismo
cemento. Se mantuvo una relación agua/cemento de 0,5 para todos los tipos de mezclas. También se
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mantuvo la misma fuente de agua, agua corriente, para todas las mezclas. Todas las mezclas se diseñaron
para un valor caracterÃ-stico de la resistencia de M20 (20 Mpa). El porcentaje de los áridos reciclados
dentro del total de áridos fue de 0, 25; 50 y 75% por peso.
Se probaron las caracterÃ-sticas fÃ-sicas y las propiedades mecánicas de los tres tipos de áridos reciclados.
Las pruebas de absorción de agua y de gravedad especÃ-fica se realizaron de acuerdo con los requerimientos
de la Norma.
Se adoptaron los siguientes parámetros para el hormigón elaborado con áridos reciclados.
• Todas las mezclas se diseñaron para M20 (20 MPa a 28 dÃ-as).
• La relación agua/cemento se mantuvo constante a 0,5. Sin embargo, según la cantidad de áridos
reciclados de cada mezcla en particular, se realizó una corrección de la absorción de agua.
• Para todas las mezclas se utilizaron los áridos naturales de piedra basáltica obtenidos de una sola fuente.
En todas las mezclas se utilizó el mismo cemento.
• Las proporciones porcentuales se realizaron de acuerdo con el peso y la relación se aplicó para que cada
tamaño de tamiz pudiera obtener áridos clasificados de tamaño uniforme.
• La arena natural de rÃ-o se utilizó como árido fino y los áridos reciclados como árido grueso. En
todas las mezclas, se utilizó agua potable (agua corriente).
• Todas las muestras se prepararon en moldes de las dimensiones requeridas, se retiraron de los moldes 24
horas después y, a partir de allÃ-, se curaron sumergidas en el agua durante 28 dÃ-as.
• Todas las mediciones se realizaron según el peso y la mezcla mecánica de los componentes se llevó a
cabo mediante el uso de condiciones de mezcla establecidas en las Normas Indias.
• Se probaron las muestras según su condición de seco en superficie.
Para probar la resistencia de compresión del hormigón con áridos reciclados, se elaboraron dos tipos de
muestras, cubos de 150mm x 150mm x 150mm y cilindros de 150mm de diámetro y 300mm de largo. La
resistencia a la rotura por tracción se probó con cilindros de esas dimensiones. Las muestras se
compactaron manualmente según sus especificaciones. Las pruebas se realizaron con una máquina para
pruebas universal después de 3, 7 y 28 dÃ-as. Para cada prueba de ese tipo, se probaron un mÃ-nimo de
tres muestras y se obtuvo un promedio como media de resistencia a la compresión.
Para probar la resistencia a la flexión, se elaboraron prismas con las siguientes dimensiones: 100mm x
100mm x 500mm. El proceso de elaboración fue igual al utilizado con los cubos y los cilindros, sometidos a
un proceso de curación de 28 dÃ-as. Después de 28 dÃ-as, las muestras se probaron para módulo de
ruptura bajo cargas simétricas mediante la aplicación de la carga a una velocidad constante. Para cada
mezcla, se probaron un mÃ-nimo de tres muestras y se informó la media.
Para probar del módulo de Young (o de elasticidad), se utilizaron muestras cilÃ-ndricas. Se ajustaron al
cilindro con un marco tres indicadores de cuadrante. Las muestras se probaron con una máquina para
pruebas universal, se aplicó la carga a una velocidad constante y la elongación lateral correspondiente se
midió con el indicador de cuadrante. Se trazaron las curvas de tensión versus las curvas de deformación.
Se realizaron más pruebas con el objeto de estudiar el comportamiento ante la fatiga en flexión. La rotura
por fatiga se produce cuando una estructura de hormigón se quiebra catastróficamente ante una carga
menor a la del diseño después de exponérsela a una gran cantidad de ciclos de tensión. Se define
resistencia a la fatiga del hormigón a una fracción de la tensión estática que puede soportar
reiteradamente por una cantidad determinada de ciclos. La fatiga es un proceso de daño interno progresivo y
permanente de un material sometido a cargas reiteradas. Ese proceso se atribuye a la propagación de
microfisuras internas, que se traduce en un aumento considerable de tensión irrecuperable. La fatiga
también conduce a la deformación.
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Se elaboraron muestras de prismas de 500mm x 100mm x 100mm con 25% de reemplazo de áridos naturales
por áridos reciclados por peso para investigar el comportamiento ante la fatiga del hormigón en flexión.
También se elaboraron muestras con 100% de áridos naturales con el fin de realizar una comparación del
comportamiento. Se elaboraron tres muestras para cada grupo (Grupo I, II y III).
Se adoptó el siguiente procedimiento destinado a la prueba de las muestras.
Se probó la resistencia a la flexión de las muestras primero bajo una carga estática, con un sistema de
cargas simétricas. Las pruebas de fatiga se realizaron con un sistema servo hidráulico dinámico de
prueba de materiales. Los ciclos de carga se realizaron a una frecuencia de 1Hz y a un nivel de
desplazamiento de 0,1mm. Se aumentó la carga con un incremento de 100kg hasta 400kg y, después, con
incrementos de 50kg. Las muestras se cargaron con un número determinado de ciclos para cada carga,
limitado a 1000 ciclos. Se continuó con el proceso hasta que las muestras se quebraron por la flexión.
CaracterÃ-sticas fÃ-sicas del hormigón con áridos reciclados.
Las caracterÃ-sticas fÃ-sicas estudiadas fueron: absorción de agua, composición granulométrica y
gravedad especÃ-fica. La composición granulométrica se tomó según el requerimiento de que los
áridos tengan un tamaño nominal de 20mm. En la Tabla 1 aparecen los resultados obtenidos. El
hormigón con áridos reciclados mostró una mayor absorción de agua en comparación con los áridos
convencionales debido al mortero antiguo adherido a los áridos originales. Como puede observarse, la
absorción de agua de los áridos reciclados de los tres tipos de materiales fue aproximadamente el triple que
la de los áridos naturales. En gravedad especÃ-fica, se encontraron valores ligeramente más bajos. Los
áridos reciclados tendieron a registrar una gravedad especÃ-fica relativamente menor que la de los áridos
convencionales y la gravedad especÃ-fica y la absorción de agua estaban relacionadas.
• Tipificación de los hormigones
La sigla T indicativa del tipo de hormigón será HRM ó HRA para el caso de
Hormigones en masa o armados, respectivamente, fabricados con árido reciclado. En cuanto
A la resistencia caracterÃ-stica, se recomienda utilizar la serie incluida en el articulado con el
LÃ-mite superior de 40 N/mm2.
Propiedades mecánicas del hormigón con áridos reciclados.
Se realizaron pruebas de valor de impacto y valor de trituración de los áridos en tres tipos de áridos de
hormigón reciclado y se compararon los valores con los obtenidos para áridos naturales. En la Tabla 2 se
muestran los resultados obtenidos. Se observaron valores más bajos en el valor de impacto y el valor de
trituración de los áridos.
Los áridos reciclados alcanzaron satisfactoriamente los dos valores requeridos para la construcción del
hormigón que no se utiliza para superficies sometidas a desgaste. En cuanto al uso de áridos de hormigón
reciclado en hormigón para superficies sometidas a desgaste, como pistas de aterrizaje, caminos o
pavimento, dichos áridos de hormigón reciclado satisficieron el valor de trituración de áridos y el valor
de impacto de áridos en más de un 5%.
Si se observan las Tablas 1 y 2, es muy evidente que los resultados del estudio se ubicaron perfectamente
dentro del rango de resultados obtenidos en otros estudios recientes.
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Propiedades del hormigón con áridos reciclados
La maleabilidad se reduce a medida que se aumenta el contenido de áridos reciclados; eso puede atribuirse a
la mayor absorción de agua de los áridos reciclados (Topcu 1997).
En las Figuras 1a y 1b, se muestra la resistencia a la compresión para cubos y cilindros, respectivamente, a 3,
7 y 28 dÃ-as para áridos reciclados con un contenido de 0, 25, 50 y 75% de áridos reciclados (Grupo I). En
las Figuras 1c y 1d, se muestra la resistencia a la flexión y la resistencia a la rotura por tracción,
respectivamente, a 28 dÃ-as, para el hormigón con áridos reciclados con un contenido de 0, 25, 50 y 75%
de áridos reciclados (Grupo I). En la Tabla 3, se muestran los valores de resistencia a la flexión a
0,7(fck)1/2.
En las Figuras 2a y 2b, se muestran la resistencia a la compresión para cubos y para cilindros,
respectivamente, a 3, 7 y 28 dÃ-as para el hormigón de áridos reciclados con un contenido de 0, 25 y 50%
de áridos reciclados (Grupo II). En las Figuras 2c y 2d, se muestra la resistencia a la flexión y la resistencia
a la rotura por tracción, respectivamente, a 28 dÃ-as, para el hormigón de áridos reciclados con un
contenido de 0, 25 y 50% de áridos reciclados (Grupo II). En la Tabla 3, se muestran los valores de
resistencia a la flexión a 0,7(fck)1/2.
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En las Figuras 3a y 3b, se informan las resistencias a la compresión para cubos y cilindros, respectivamente,
a 3, 7 y 28 dÃ-as, para el hormigón de áridos reciclados con un contenido de 0, 25 y 50% de áridos
reciclados (Grupo III). En las Figuras 3c y 3d, se muestra la resistencia a la flexión y la resistencia a la rotura
por tracción, respectivamente, a 28 dÃ-as, para el hormigón de áridos reciclados con un contenido de 0,
25 y 50% de áridos reciclados (Grupo III). En la Tabla 3, se muestran los valores de resistencia a la flexión
a 0,7(fck)1/2.
Con el objeto de estudiar el módulo de elasticidad del hormigón elaborado con hormigón de áridos
reciclados, las muestras se prepararon reemplazando, por peso, el 25% de áridos naturales con áridos
reciclados. Las muestras cilÃ-ndricas se prepararon con los tres tipos de material (Grupo I, Grupo II y Grupo
III). Las curvas de tensión−deformación (Rakshvir 2003) de los resultados obtenidos para los distintos
grupos junto con las curvas para áridos naturales muestran que, al mismo nivel de tensión, las muestras
preparadas con áridos reciclados tienen una mayor deformación que las muestras preparadas con áridos
naturales.
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El módulo de elasticidad del hormigón elaborado con áridos reciclados mostró una reducción de hasta
el 19% en los valores si se los compara con el módulo de elasticidad del hormigón elaborado con el 100%
de áridos naturales. En comparación con los áridos naturales, los valores del módulo de elasticidad
obtenidos por Chen y otros (2002) fueron de alrededor de 70%, pero el hormigón con áridos reciclados que
utilizó él también contenÃ-a fragmentos de ladrillos y baldosas. En el presente estudio, los valores
alcanzados fueron de aproximadamente el 80% comparado con las muestras elaboradas con áridos naturales.
Comportamiento a la fatiga del hormigón con áridos reciclados en flexión
En la Fig. 4, se muestran los resultados obtenidos. Las muestras preparadas con el 100% de áridos naturales
tuvieron la cantidad máxima de ciclos sin quiebres y las otras muestras elaboradas reemplazando el 25% de
los áridos naturales con áridos reciclados fallaron luego de completar una cantidad menor de ciclos.
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En cada incremento de la carga, las muestras sometidas a prueba fueron menos; el número de ciclos fue fijo.
Sin embargo, el procedimiento seguido fue el mismo para todas las muestras. Por lo tanto, se puede afirmar
que las muestras elaboradas con distintos tipos de áridos reciclados completan una menor cantidad de ciclos
antes de quebrarse, en comparación con las muestras elaboradas con un 100% de áridos naturales. En base
a los resultados obtenidos para los tres tipos de materiales diferentes, se realizaron las siguientes
observaciones:
• En todos los grupos, a medida que se incrementó la cantidad de áridos reciclados, se produjo una
disminución de la resistencia a la compresión de los cubos. Cuando la cantidad de áridos
reciclados excedió el 50%, la disminución fue mayor. Cuando se reemplazó el 75% de áridos
naturales con áridos reciclados, por peso, la disminución de la resistencia a la compresión fue de
aproximadamente el 15%. En el Grupo II fue del 5% y en el Grupo III fue del 5%. Eso se debió al
mortero adherido de los áridos de hormigón reciclado, que es poroso y tiene más huecos.
• Se observó una tendencia similar en la resistencia a la compresión cuando se midió con muestras
cilÃ-ndricas. Sin embargo, en ambos casos, se logró la resistencia esperada.
• También se observó una disminución de la resistencia a la flexión a medida que aumentaba la
cantidad de áridos reciclados, excepto el Grupo I con un reemplazo del 75% de áridos reciclados,
en el cual se produjo un aumento de la resistencia en comparación con la resistencia del hormigón
elaborado con un reemplazo del 50%, y se obtuvo un resultado aproximadamente igual al del
hormigón elaborado con un reemplazo del 25%.
• En el Grupo I y el Grupo II, se alcanzó una resistencia a la flexión conforme a los valores
requeridos por el código IS (0,7(fck)1/2) y en la mayorÃ-a de los casos, se superaron dichos valores.
Sin embargo, en el Grupo III (grava) la resistencia a la flexión alcanzada no fue satisfactoria y se
observó hasta el 10% menos de resistencia a la flexión. Eso puede deberse a la imbricación
insuficiente de los áridos de grava.
• Todos los grupos mostraron una tendencia similar de disminución de la resistencia a la rotura por
tracción con el aumento del contenido de áridos reciclados.
En el caso del Grupo III, la resistencia alcanzada con porcentajes similares de reemplazo de áridos
reciclados fue de hasta el 10% menor.
• Sin embargo, es pertinente mencionar que en los tres grupos el patrón de roturas para todos los tipos
de pruebas fue similar y no se observaron variaciones llamativas.
• La prueba de módulo de ruptura de prismas dio como resultado el desarrollo de grietas por roturas en
el tercio central del intervalo de la muestra en casi todas las muestras a las que se le realizaron
pruebas, sin importar el tipo de material.
Eso significa que, en comparación con las muestras que no contienen áridos reciclados, la rotura de
las muestras es ideal y similar.
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Fue necesario realizar correcciones en el contenido de agua para obtener una maleabilidad adecuada y para
compensar la mayor absorción de agua de los áridos reciclados. La resistencia a la compresión
disminuyó a medida que se aumentaba la cantidad de áridos reciclados y la variación fue de entre 5% y
15%. Esto puede explicarse de la siguiente manera: el aumento del contenido de áridos reciclados provocó
un aumento de los huecos o poros y, por lo tanto, causó la pérdida de resistencia. La pérdida de
resistencia fue mayor en el hormigón fabricado con grava reciclada. Se observaron valores similares en los
valores de las pruebas de resistencia a la flexión y resistencia a la rotura por tracción para los tres tipos de
materiales. Para la grava reciclada, los valores fueron insuficientes y no cumplieron con las normas mÃ-nimas
cuando la cantidad de áridos reciclados fue superior al 25%. Los valores del módulo de elasticidad que se
obtuvieron para el hormigón elaborado con el 25% de áridos reciclados fueron menores que los obtenidos
para el hormigón elaborado con áridos convencionales. Además, la prueba de fatiga demostró que las
muestras elaboradas con distintos tipos de áridos reciclados completarÃ-an una menor cantidad de ciclos
antes de quebrarse, en comparación con las muestras elaboradas con el 100% de áridos naturales.
Propiedades quÃ-micas del hormigón con áridos reciclados.
Los áridos reciclados pueden incorporar impurezas y contaminantes que influyen
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Negativamente en las propiedades del hormigón. Estos contaminantes pueden ser muy
Variados, como plástico, madera, yeso, ladrillo, vidrio, materia orgánica, aluminio, asfalto,
etc. Estas impurezas producen en todos los casos un descenso de resistencia en el
Hormigón. Además, y dependiendo del tipo de impureza, se pueden presentar otros
Problemas como reacciones álcali−árido (vidrio), ataque por sulfatos (yeso), desconchados
Superficiales (madera o papel), elevada retracción (tierras arcillosas) o mal comportamiento
hielo−deshielo (algunos cerámicos).
Se deberá controlar en el árido reciclado el contenido de impurezas, estableciendo los valores máximos
recogidos en la tabla:
Impurezas máximas en el árido reciclado
Max. contenido de impurezas
Elementos
Material cerámico
PartÃ-culas ligeras
Asfalto
Otros materiales (vidrio, plásticos, metales, etc.)
% del peso total de la muestra
5
1
1
1,0
• Cloruros
Los áridos reciclados pueden presentar un contenido apreciable de cloruros, en
función de la procedencia del hormigón usado como materia prima, especialmente en
hormigones procedentes de obras marÃ-timas, puentes o pavimentos expuestos a las sales
Para el deshielo. Asimismo, los hormigones en los que se hayan utilizado aditivos
acelerantes pueden también contener una elevada cantidad de cloruros.
Se recomienda determinar el contenido de cloruros totales en vez del contenido de
cloruros solubles en agua, aplicando el mismo lÃ-mite que establece la Instrucción para este
último. Esto es debido a la posibilidad de que haya ciertos cloruros combinados que en
ciertas circunstancias puedan ser reactivos y atacar las armaduras.
• Reactividad álcali−árido
Los áridos reciclados no presentarán reactividad potencial con los alcalinos del
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hormigón. Para el caso de los áridos reciclados procedentes de un único hormigón de origen
controlado, entendiendo como tales hormigones de composición y caracterÃ-sticas conocidas,
se deberán realizar las comprobaciones indicadas en el articulado de la Instrucción. En el caso de áridos
reciclados procedentes de distintos hormigones de origen, éstos deben
considerarse potencialmente reactivos.
• Aditivos
En hormigones reciclados con sustitución mayor al 20%, la utilización de aditivos que
modifiquen la reologÃ-a es recomendable para la mejora de la trabajabilidad, compensando la
mayor absorción de agua del árido reciclado si éste se utiliza en estado seco.
Durabilidad de los hormigones con áridos reciclados
La Instrucción establece unos recubrimientos mÃ-nimos de hormigón en función de la
resistencia del mismo y de la clase de exposición, que serán de aplicación para los
hormigones con un contenido de árido reciclado no superior al 20%.
Para hormigones con mayor contenido de árido reciclado se podrán también
mantener los recubrimientos de la Instrucción si las dosificaciones adoptadas de hormigón
garantizan, para ambientes agresivos y mediante los estudios pertinentes, una durabilidad
similar ha la que la Instrucción pide al hormigón convencional en cada ambiente.
Sólo en el caso de mantener las mismas dosificaciones que para el hormigón
convencional podrÃ-a ser necesario disponer mayores recubrimientos para compensar el
aumento de porosidad del hormigón reciclado, según los estudios especÃ-ficos que se
realicen en cada caso.
• Durabilidad
La durabilidad del hormigón reciclado con un porcentaje de árido reciclado no
superior al 20% es similar a la que presenta un hormigón convencional, por lo que son de
aplicación las prescripciones recogidas en el articulado.
Sin embargo, la mayor porosidad del árido reciclado hace al hormigón reciclado que
lo incorpora más susceptible a sufrir los efectos del ambiente, por lo que se deberán tomar
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medidas especiales cuando se utilice en ambientes agresivos y en porcentajes superiores al
20% de árido reciclado. Este comportamiento deberá tenerse en cuenta en la dosificación
de la mezcla, mediante un incremento en el contenido de cemento o una disminución de la
relación agua/cemento. Otra posibilidad es aumentar el recubrimiento de las armaduras
necesario en determinados ambientes agresivos.
• Limitaciones a los contenidos de agua y cemento
En hormigón reciclado con más de un 20% de árido reciclado, pueden ser insuficientes, siendo
recomendable ajustar la dosificación de forma que se cumplan los requisitos referentes al resultado del
ensayo de penetración de agua, según se recoge en el artÃ-culo, para todas las clases de exposición.
Para sustituciones de árido reciclado superiores al 20%, las resistencias mÃ-nimas
compatibles con los requisitos de durabilidad pueden ser superiores.
Resistencias del hormigón con áridos reciclados
• Resistencia del hormigón frente al ataque por sulfatos
En este tipo de clase de exposición, la utilización del árido reciclado está condicionada a que se conozca
la procedencia del hormigón de origen, debiendo éste haber sido fabricado con cementos resistentes a los
sulfatos.
• Resistencia del hormigón frente al ataque del agua de mar
En este tipo de clase de exposición, la utilización del árido reciclado está condicionada a que se conozca
la procedencia del hormigón de origen, debiendo éste haber sido fabricado con cementos resistentes al
agua de mar.
• Resistencia del hormigón frente a la erosión
El árido reciclado debe cumplir las especificaciones que recoge el articulado relativo al coeficiente de Los
Ãngeles, que debe ser inferior al 30%.
La limitación establecida para el coeficiente de Los Ãngeles es difÃ-cil de cumplir en los áridos
reciclados, ya que éstos suelen presentar un mayor desgaste debido al mortero adherido.
• .Resistencia del hormigón frente a la reactividad álcali−árido
En ambientes de exposición húmedos, se recomienda utilizar áridos reciclados procedentes de un único
hormigón de origen controlado. En este caso, los ensayos de reactividad se llevarán a cabo sobre la mezcla
de árido reciclado y natural que se vaya a utilizar en la obra.
En estos ambientes, y en el caso de utilizar áridos reciclados de distintas procedencias, como precaución se
tomarán las medidas que establece la Instrucción para la utilización de áridos potencialmente reactivos.
Retracción del hormigón con áridos reciclados
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La fórmula y las tablas del articulado, asÃ- como sus comentarios, para estimar la retracción del hormigón
son válidos para sustituciones de árido grueso reciclado no superiores al 20%.
Para sustituciones de árido reciclado por encima del 20%, la retracción aumenta progresivamente al
aumentar el porcentaje de árido reciclado. Como valor orientativo, y para un 100% de árido grueso
reciclado, la retracción será 1,5 veces la de un hormigón convencional. Debido a la fluctuación de la
calidad de los áridos reciclados, se puede producir una gran dispersión en el valor de la retracción
(pudiéndose presentar valores superiores al indicado), por lo que se aconseja realizar ensayos en cada caso.
Fluencia del hormigón con áridos reciclados.
La fórmula y las tablas del articulado, asÃ- como sus comentarios, para estimar la fluencia del hormigón
son válidos para sustituciones de árido grueso reciclado no superiores al 20%.
Para sustituciones de árido reciclado por encima del 20%, la fluencia aumenta progresivamente al aumentar
el porcentaje de árido reciclado. En el cálculo de la misma, este efecto se refleja a través de la
disminución que experimenta el módulo de deformación longitudinal. AsÃ-, como valor orientativo para
un 100% de árido grueso reciclado, la fluencia será 1,25 veces la de un hormigón convencional. Debido a
la fluctuación de la calidad de los áridos reciclados, se puede producir una gran dispersión en el valor de
la fluencia, pudiéndose presentar valores superiores al indicado, por lo que se aconseja realizar ensayos en
cada caso.
Estados lÃ-mites de servicios en el hormigón de áridos reciclados.
• Estado lÃ-mite de figuración
Se mantiene la redacción del articulado de la Instrucción salvo en lo relativo a la separación máxima
entre estribos que, con el fin de mejorar la respuesta frente a fisuración bajo esfuerzo cortante, para
hormigón reciclado adopta un valor máximo de 200 mm.
Para porcentajes de árido grueso superiores al 20% deberÃ-an realizarse estudios especÃ-ficos o desarrollar
una campaña experimental.
• Estado lÃ-mite de deformación
En elementos de hormigón reciclado con sustitución no superior al 20% y que no sean especialmente
sensibles a la deformación, son válidas las prescripciones del articulado.
En elementos muy sensibles a la deformación y, especialmente, para porcentajes de árido reciclado
superiores al 20%, deberÃ-an realizarse estudios especÃ-ficos o desarrollar una campaña experimental en
ensayos previos.
• Estado lÃ-mite de vibraciones
En elementos de hormigón con sustitución no superior al 20% de árido reciclado son válidas las
prescripciones del articulado.
Fabricación del hormigón con áridos reciclados.
El hormigón con árido reciclado se deberá fabricar en central amasadora.
Los métodos de dosificación habituales para los hormigones convencionales son válidos para los
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hormigones reciclados con un porcentaje de árido reciclado no superior al
20%. En cualquier caso, se recomienda realizar ensayos previos para ajustar la dosificación.
En hormigones reciclados con sustituciones superiores al 20%, y debido a la menor calidad de los áridos
reciclados, para mantener la misma resistencia y durabilidad que un hormigón convencional, el hormigón
fabricado con áridos reciclados necesitará un contenido mayor de cemento o una menor relación
agua/cemento en su dosificación.
Igualmente, para conseguir la consistencia deseada, suele ser necesario añadir más agua a la dosificación
para compensar la mayor absorción del árido reciclado.
Otras posibilidades pueden ser utilizar aditivos plastificantes o superplastificantes en la dosificación o
presaturar el árido reciclado.
El amasado del hormigón con áridos reciclados en estado seco puede requerir más tiempo que el de un
hormigón convencional, lo que permite la humectación de los áridos con objeto de evitar que la
absorción de agua por parte del árido reciclado afecte a la consistencia del hormigón.
No obstante, el tiempo de amasado tampoco debe ser excesivamente prolongado para evitar la generación de
finos debido a la friabilidad del mortero adherido del árido reciclado. Se recomienda ajustar el tiempo de
amasado realizando ensayos caracterÃ-sticos. En la designación del hormigón reciclado quedará reflejado
que se trata de hormigón fabricado con áridos reciclados.
El volumen del hormigón reciclado transportado no excederá en ningún caso los dos tercios del volumen
total del tambor del elemento de transporte.
En hormigones con sustituciones superiores al 20% de árido reciclado, puede ser conveniente la realización
de ensayos caracterÃ-sticos para evaluar la variación de la consistencia durante el transporte, y compensar
dicha variación con la incorporación de aditivo plastificante o superplastificante en obra, siguiendo las
indicaciones del fabricante del hormigón.
En el caso del hormigón bombeado, puede ocurrir que la presión de bombeo altere la homogeneidad de las
caracterÃ-sticas del hormigón reciclado, debido a su influencia sobre la absorción del agua por parte del
árido reciclado. Se deberá, por tanto, ajustar la dosificación del hormigón realizando ensayos
caracterÃ-sticos y tomando muestras a la salida de la tuberÃ-a.
Aplicaciones del hormigón con áridos reciclados.
Hoy en dÃ-a en España sólo se permite el empleo de hormigón reciclado como relleno en sustratos de
carreteras. En la actualidad el Ministerio de Fomento está trabajando en la elaboración de normas
especÃ-ficas que regulen la utilización de estos derribos de la construcción tanto en el campo de la vialidad
como en la fabricación de hormigones.
Esta normativa sólo permitirá utilizar hasta un máximo de 20% de árido reciclado. Un equipo de
catedráticos de la UPC, ha comprobado que ese porcentaje de material reciclado, e incluso el 30%, no
merma ni la dureza ni la resistencia del hormigón (material formado normalmente por una base de áridos a
la que se añade grava, cemento y agua).
Para fabricar este hormigón reciclado se utilizarán escombros procedentes de hormigón estructural,
triturado y procesado en una planta de reciclaje, y convertidos en un nuevo producto granulado reciclado.
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En España en el año 2003 se recicló un 10% del total de los residuos procedentes de la construcción y
demolición, que se reutilizaron como material para relleno y sub−base de carreteras. De los 451 millones de
toneladas de árido que se extraen anualmente en el territorio español, el 65% se destina a la fabricación
hormigón y asfalto [Cemex; 2006].
El objetivo es llegar al nivel de Alemania u Holanda, donde ya se reutiliza el 90% de los residuos de
construcción y demolición.
Conclusión.
A la vista de las propiedades que se han descrito se puede obtener la conclusión de que el hormigón
elaborado con áridos reciclados es más parecido al hormigón convencional de lo que inicialmente se
pudiera pensar.
Sin embargo la menor calidad del árido reciclado hace que se limiten las potenciales aplicaciones debido a
que dicho árido no alcanza la misma resistencia a compresión que un árido natural y tiene una mayor
heterogeneidad en diferentes partidas de material, por lo que el empleo de áridos reciclados se limitara a
hormigones estructurales de bajas prestaciones y hormigones de limpieza.
Si no se estableciera esta limitación existe la posibilidad de encontrarnos problemas de seguridad en
estructuras provocadas por anomalÃ-as puntuales de los áridos reciclados.
Por otro lado, para los proyectistas existen demasiados inconvenientes en el empleo de estos materiales,
debido a la ausencia de normativa que ampare el hormigón reciclado.
También se ha estudiado que el coste de hormigón reciclado con relación al convencional, es muy
similar, con lo que se introduce una traba más a la incorporación del hormigón reciclado como parte del
abanico de materiales disponibles en construcción. Es posible que este aspecto se pueda solventar con
ayudas por parte de la Administración, bien ayudas económicas directas, o bien como mayores
puntuaciones en concursos de licitación pública, promoviendo el uso de estos materiales.
De cualquier forma, está totalmente justificado el estudio de este material como material de construcción,
ya que desde un punto de vista tanto técnico como medioambiental, es un material totalmente valido, con
las consideraciones descritas, que contribuye a solucionar un grave problema de la sociedad desarrollada
como es el excesivo destino de materiales al vertedero.
Estudio sobre el hormigón reciclado
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