Actividad 2: Transferencia tecnológica relativa a materiales de

Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Actividad 2: Transferencia tecnológica relativa
a materiales de construcción,
incluyendo materiales marginales
y residuos aprovechables.
Acción 2.2:
diciembre 2013
Transferencia tecnológica: Elaboración de
recomendaciones para el aprovechamiento
de Residuos de Construcción y Demolición
y su utilización como áridos reciclados en
la fabricación de hormigones estructurales
y no estructurales.
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
1.-
ÁRIDO GRUESO RECICLADO DE HORMIGÓN................................................................ 6
1.1.- Propiedades del árido grueso reciclado de hormigón .......................................................................... 6
1.1.1.Granulometría ................................................................................................................................... 8
1.1.2.Densidad............................................................................................................................................ 9
1.1.3.Absorción ........................................................................................................................................ 10
1.1.4.Coeficiente de forma ....................................................................................................................... 10
1.1.5.Coeficiente de Los Ángeles.............................................................................................................. 11
1.1.6.Mortero adherido............................................................................................................................ 11
1.1.7.Resistencia a la helada .................................................................................................................... 12
1.1.8.Contaminantes e impurezas ............................................................................................................ 13
1.1.9.Partículas ligeras ............................................................................................................................. 15
1.1.10.- Terrones de arcilla ........................................................................................................................... 16
1.1.11.- Propiedades químicas ..................................................................................................................... 16
1.1.12.- Influencia del tamaño máximo en las propiedades del árido ......................................................... 18
1.1.13.- Influencia del contenido de mortero adherido en las propiedades del árido................................. 20
1.1.14.- Influencia de la calidad del hormigón de origen ............................................................................. 21
1.1.15.- Influencia del contenido de impurezas ........................................................................................... 22
1.1.16.- Normativa - Nuevas especificaciones para el árido reciclado ......................................................... 22
1.2.- Propiedades del hormigón reciclado fabricado con árido grueso de hormigón .................................. 25
1.2.1.Propiedades del hormigón reciclado en estado fresco ................................................................... 26
1.2.2.Precauciones en el proceso de dosificación .................................................................................... 29
1.2.3.Resistencia a compresión ................................................................................................................ 30
1.2.4.Módulo de elasticidad ..................................................................................................................... 32
1.2.5.Módulo de elasticidad dinámico ..................................................................................................... 35
1.2.6.Velocidad de ultrasonidos ............................................................................................................... 36
1.2.7.Resistencia a tracción ...................................................................................................................... 38
1.2.8.Resistencia a flexotracción .............................................................................................................. 41
1.2.9.Retracción ....................................................................................................................................... 42
1.2.10.- Fluencia ........................................................................................................................................... 45
1.2.11.- Densidad.......................................................................................................................................... 46
1.2.12.- Valoración de resultados ................................................................................................................. 46
1.2.13.- Durabilidad del hormigón reciclado ................................................................................................ 50
1.2.13.1.Penetración de agua ............................................................................................................... 51
1.2.13.2.Carbonatación ........................................................................................................................ 53
1.2.13.3.Penetración de cloruros ......................................................................................................... 54
1.2.13.4.Porosidad accesible ................................................................................................................ 55
1.2.13.5.Resistencia al ataque por sulfatos .......................................................................................... 57
1.2.13.6.Succión Capilar ....................................................................................................................... 57
1.2.13.7.Permeabilidad al oxígeno ....................................................................................................... 58
1.2.13.8.Resistencia a la helada............................................................................................................ 61
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................................... 62
2.-
ÁRIDO RECICLADO MIXTO .............................................................................................. 69
2.1.- Propiedades del árido grueso reciclado mixto ................................................................................... 69
2.1.1.Densidad.......................................................................................................................................... 70
2.1.2.Absorción ........................................................................................................................................ 71
2
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
2.1.3.2.1.4.2.1.5.2.1.6.2.1.7.2.1.8.-
Coeficiente de Los Ángeles.............................................................................................................. 74
Índice de lajas .................................................................................................................................. 74
Contenido de sulfatos ..................................................................................................................... 75
Contenido de impurezas ................................................................................................................. 76
Reacción álcali-sílice ........................................................................................................................ 76
Influencia del tamaño máximo del árido ........................................................................................ 79
2.2.- Propiedades del hormigón reciclado fabricado con árido grueso mixto ............................................. 79
2.2.1.Dosificación del hormigón reciclado ............................................................................................... 79
2.2.2.Propiedades del hormigón en estado fresco. Consistencia ............................................................ 80
2.2.2.1.Hormigones con la misma dosificación (misma relación agua/cemento total): .................... 80
2.2.2.2.Hormigones con la misma relación agua/cemento efectiva. ................................................. 82
2.2.3.Resistencia a compresión ................................................................................................................ 83
2.2.3.1.Evolución de la resistencia a compresión .............................................................................. 90
2.2.3.2.Influencia de la calidad del árido en la resistencia a compresión .......................................... 91
2.2.4.Resistencia a tracción ...................................................................................................................... 93
2.2.5.Resistencia a flexión ........................................................................................................................ 95
2.2.6.Módulo de elasticidad ..................................................................................................................... 98
2.2.7.Retracción y fluencia ..................................................................................................................... 100
2.2.8.Durabilidad del hormigón endurecido .......................................................................................... 101
2.2.9.Influencia del contenido de sulfatos en las propiedades del hormigón....................................... 101
2.2.10.- Valoración de resultados ............................................................................................................... 104
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................................. 107
3.-
ÁRIDO FINO RECICLADO DE HORMIGÓN .................................................................112
3.1.- ESTADO DEL ARTE ............................................................................................................................ 112
3.1.1.Propiedades de las arenas recicladas ............................................................................................ 112
3.1.1.1.Calidad y origen .................................................................................................................... 112
3.1.1.2.Densidad ............................................................................................................................... 112
3.1.1.3.Absorción de agua ................................................................................................................ 112
3.1.1.4.Pasta de cemento adherida .................................................................................................. 113
3.1.1.5.Contaminantes e impurezas ................................................................................................. 113
3.1.1.6.Contenido de cloruros .......................................................................................................... 113
3.1.1.7.Contenido de sulfatos........................................................................................................... 114
3.1.1.8.Reactividad árido-álcali ........................................................................................................ 114
3.1.2.Propiedades de los hormigones con arenas recicladas ................................................................. 114
3.1.2.1.Dosificación .......................................................................................................................... 114
3.1.2.2.Consistencia del hormigón reciclado fresco ......................................................................... 114
3.1.2.3.Densidad ............................................................................................................................... 115
3.1.2.4.Resistencia a compresión ..................................................................................................... 115
3.1.2.5.Módulo de elasticidad .......................................................................................................... 115
3.1.2.6.Resistencia a tracción indirecta ............................................................................................ 116
3.1.2.7.Retracción ............................................................................................................................. 116
3.1.2.8.Carbonatación ...................................................................................................................... 116
3.1.2.9.Penetración de cloruros ....................................................................................................... 116
3.2.- REVISIÓN DE LA NORMATIVA .......................................................................................................... 117
3.2.1.Normativa general sobre arenas recicladas .................................................................................. 117
3.2.1.1.Norma europea sobre áridos para hormigón (EN 12620:2002 + A1:2008) .......................... 117
3.2.1.2.Norma alemana sobre áridos reciclados (DIN 4226-100 2002) ............................................ 122
3.2.2.Aplicación de arenas recicladas en hormigón estructural ............................................................ 126
3
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
3.2.2.1.Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08) ..................................................................... 126
3.2.2.2.Norma brasileña sobre el uso de áridos reciclados (NBR 15116/04) ................................... 128
3.2.2.3.Normas japonesas sobre áridos reciclados (Normas JIS 2005) ............................................ 128
3.2.3.Aplicación de arenas recicladas en hormigón no estructural ....................................................... 130
3.2.3.1.Norma brasileña sobre el uso de áridos reciclados (NBR 15116/04) ................................... 130
3.2.4.Aplicación de arenas recicladas en mortero ................................................................................. 131
3.2.4.1.Norma alemana sobre áridos reciclados (DIN 4226-100:2002) ........................................... 131
3.2.4.2.Norma europea sobre áridos para mortero (EN 13139:2002 / AC:2004) ............................ 131
3.2.4.3.Norma europea sobre áridos ligeros (EN 13055-1:2002) ..................................................... 135
3.2.5.Otras aplicaciones de arenas recicladas ........................................................................................ 136
3.2.5.1.Norma brasileña sobre el uso de áridos reciclados en pavimentación (NBR 15116/04) ..... 136
3.2.5.2.Norma europea sobre áridos para uso en capas estructurales de firmes (UNE-EN
13242:2003+A1) ......................................................................................................................................... 137
3.2.6.Normativa de ensayo de aplicación para arenas recicladas.......................................................... 144
3.2.6.1.Retracción por secado (EN 1367-4:2008) ............................................................................. 144
3.2.6.2.Análisis químico (EN 1744-1:1998) ....................................................................................... 145
3.2.6.3.Influencia en el tiempo de principio de fraguado (EN 1744-6:2006) ................................... 145
3.2.7.Comparación de normativas sobre arena reciclada ...................................................................... 146
3.2.8.Normativa sobre hormigones con arenas recicladas .................................................................... 148
3.2.8.1.Norma europea sobre áridos para hormigón (EN 12620 2002 + A1 2008). Anexo G.
Durabilidad del hormigón con árido reciclado ........................................................................................... 148
3.2.8.2.Norma brasileña sobre el uso de áridos reciclados (NBR 15116/04) ................................... 149
3.2.8.3.Normas japonesas sobre áridos reciclados (Normas JIS 2005) ............................................ 149
3.2.8.4.Normativa española sobre hormigón ................................................................................... 151
3.2.9.Normativa sobre morteros con arenas recicladas ........................................................................ 152
3.2.9.1.Norma UNE-EN 998-1. Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 1: Morteros
para revoco y enlucido ............................................................................................................................... 152
3.2.9.2.Norma UNE-EN 998-2. Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 2: Morteros
para albañilería........................................................................................................................................... 153
3.3.- ESTUDIO EXPERIMENTAL: PROPIEDADES DE LAS ARENAS RECICLADAS ........................................... 154
3.3.1.Resultados de los ensayos de caracterización .............................................................................. 154
3.3.2.Densidad y absorción .................................................................................................................... 156
3.3.3.Finos .............................................................................................................................................. 156
3.3.3.1.Contenido de finos ............................................................................................................... 157
3.3.3.2.Calidad de los finos ............................................................................................................... 158
3.3.4.Partículas ligeras ........................................................................................................................... 161
3.3.5.Contenido de sulfatos ................................................................................................................... 162
3.3.6.Comparación con los resultados obtenidos en otras investigaciones .......................................... 162
3.3.6.1.Densidad y absorción ........................................................................................................... 162
3.3.6.2.Contenido de finos y equivalente de arena.......................................................................... 164
3.3.6.3.Contenido de sulfatos y compuestos totales de azufre ....................................................... 166
3.3.6.4.Coeficiente de friabilidad ..................................................................................................... 168
3.4.- ESTUDIO EXPERIMENTAL: PROPIEDADES DE LOS HORMIGONES CON ARENA RECICLADA ............... 169
3.4.1.Demanda de agua ......................................................................................................................... 169
3.4.2.Propiedades mecánicas de los hormigones con arena reciclada .................................................. 172
3.4.3.Durabilidad de los hormigones con arena reciclada ..................................................................... 174
3.4.3.1.Penetración de agua ............................................................................................................. 174
3.4.3.2.Carbonatación ...................................................................................................................... 179
3.4.4.Comparación con los hormigones de otras investigaciones ......................................................... 181
3.5.-
ESTUDIO EXPERIMENTAL: PROPIEDADES DE LOS MORTEROS CON ARENA RECICLADA.................... 184
4
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
3.5.1.Demanda de agua de los morteros con arena reciclada ............................................................... 184
3.5.2.Resistencia a compresión de los morteros con arena reciclada ................................................... 192
3.5.3.Análisis de los resultados del estudio experimental ..................................................................... 195
3.5.3.1.Influencia del contenido y naturaleza de los finos ............................................................... 196
3.5.3.2.Influencia de la absorción y humedad crítica ....................................................................... 200
3.6.- CONCLUSIONES................................................................................................................................ 205
3.6.1.Propiedades de las arenas recicladas ............................................................................................ 205
3.6.2.Propiedades de los hormigones con arena reciclada .................................................................... 207
3.6.3.Propiedades de los morteros con arena reciclada ........................................................................ 207
5
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
1.- ÁRIDO GRUESO RECICLADO DE HORMIGÓN
1.1.- PROPIEDADES DEL ÁRIDO GRUESO RECICLADO DE HORMIGÓN
Los áridos reciclados presentan una gran heterogeneidad en sus propiedades, debida
principalmente a las distintas características de los hormigones que llegan a la planta de
reciclado, a los sistemas de trituración empleados y a la presencia de impurezas.
Esto ha sido comprobado con el control de la producción de una planta de árido reciclado de
Madrid, realizado durante un año (15 muestras). En este caso, la heterogeneidad
encontrada es causada por la diferente calidad de los hormigones que llegan a la planta de
reciclado, y en menor medida a la presencia de impurezas (Tabla 1.1).
6
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Invertimos en su futuro
PROPIEDAD
Módulo granulométrico
- según se recibe
- fracción 4-16 mm
Contenido de finos (%)
- según se recibe
- fracción 4-16 mm
3
Densidad real (kg/dm )
Densidad saturada con superficie
3
seca (kg/dm )
Absorción (%)
Absorción a los 10 minutos (%)
Coeficiente de Los Ángeles (%)
Mortero adherido (%)
Coeficiente de forma
- UNE 7238:71
- UNE-EN 933-4
Partículas blandas (%)
Contenido total de impurezas (%)
- Ladrillo
- Asfalto
- Vidrio
- Yeso
- Plásticos
- Materia orgánica
- Madera
- Papel
Contenido impurezas Rilem (%)
3
Partículas ligeras ds< 2 kg/dm (%)
3
Partículas con dx <1 kg/dm (%)
Terrones de arcilla (%)
Estabilidad de volumen
Cl solubles en agua (%)
Cl solubles en ácido (%)
Sulfatos solubles en ácido (%)
Compuestos totales de azufre (%)
Contenido de álcalis
Contenido de Na2O (%)
Contenido de K2O (%)
0,658K2O+Na2O
LÍMITE EHE08
COEFICIENTE DE
VARIACIÓN (%)
[6,3-7,6 ]
[6,7-7,2 ]
-
5,2
1,7
[0,27-1,14]
[0,13-0,97]
[2,10-2,40]
≤1
≤1
≥2
33,4
86,9
3,5
[2,30-2,45]
-
1,77
[4,8-9,6]
[2,2-8,8]
[35,1-41,7]
[27,2-54,3]
≤5
≤40
-
20,8
29,7
5,3
19,6
[0,21-0,31]
[8,8-22,5]
[34,9-85,3]
[0,0-11,5]
[0,0-6,0]
[0,0-10,11]
[0,0-0,11]
[0,0-0,1]
[0,0-0,07]
[0,0-0,17]
[0,0-0,24]
[0,0-0,01]
[0,0-10,3]
[0,0-5,85]
[0,0-0,05]
[0,04-0,62]
[0,5-21,8]
[0,0006-0,005]
[0,0008-0,005]
[0,10-0,42]
[0,33-0,58]
≥0,2
≤5
-
≤0,8
≤1
12
30,3
24
103
115
127
227
208
370
166
387
254
126
151
189
78,2
71,7
75,7
67,4
38
19,3
0,6
54
25
21
RANGO
[0,28-1,13]
[1,0-2,0]
[0,64-1,85]
≤1
≤1
0,5
≤0,25
≤18
≤0,05
Tabla 1.1: Propiedades globales del árido reciclado (15 muestras tomadas a lo largo de un año)
7
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1.1.1.- Granulometría
El árido grueso reciclado presenta una granulometría adecuada para la fabricación de
hormigón, cumpliendo las especificaciones que establece la norma europea prEN 12620:00
“Aggregates for concrete”. En la mayoría de los casos el árido reciclado cumple también las
especificaciones que establece la norma americana ASTM C-33 de áridos para hormigón,
aunque en general presenta un mayor porcentaje de árido fino (arena) y de finos que el
árido natural, que se generan durante su manipulación (Gráfica 1.1).
100
90
80
% pasa
70
60
50
40
30
20
10
0
tamiz (mm)
Fracción 4/16 mm (áridos Nac-3)
Límites ASTM
Límites prEN
Gráfica 1.1: Husos granulométricos de las normas ASTM y EN
El módulo granulométrico de la fracción 4/16 mm del árido reciclado varía entre 6,7-7,2,
valores que se sitúan dentro del intervalo obtenido en la bibliografía [6,2-7,6].
El árido reciclado según se recibe presenta un porcentaje de finos entre 0,27% y 1,14%, con
un coeficiente de variación elevado de 33,4%. Estos valores cumplen en todos los casos el
límite del 2% que establecen las recomendaciones para árido reciclado.
Las fracciones 4/16 mm presentan en general contenidos de partículas inferiores a 4 mm
entre 0,5-7,5%. Este porcentaje, hará que se incrementen los desclasificados inferiores de
esta fracción, valor que debe ser inferior al 10% que establece la EHE-08. Todas las
muestras satisfacen los límites establecidos para los desclasificados inferiores de las
normas alemana, belga y japonesa para áridos reciclados.
Catorce de las quince muestras ensayadas tienen un contenido de arena (partículas con
tamaño inferior a 4 mm) inferior a 5%, cumpliendo el límite recomendado por la Rilem.
8
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Invertimos en su futuro
1.1.2.- Densidad
El rango normal de densidad real y densidad saturada con superficie seca del árido
reciclado (fracción 4/16 mm) es 2,10-2,40 kg/dm3 y 2,30 y 2,45 kg/m3 respectivamente. Los
valores obtenidos son, en algunos casos, inferiores a los resultados recopilados en la
bibliografía (gráficas 1.2 y 1.3). Por lo tanto, el árido reciclado puede considerarse de
densidad normal.
14
y(exp) = -20,369x + 52,121
R = 0,98
Absorción (%)
12
10
y(Todos) = -13,366x + 37,048
R = 0,90
8
6
4
2
0
2
2,2
2,4
Densidad real
2,6
2,8
(kg/dm3)
Árido grueso (e.a)
Fracción 4/8 mm
Lineal (4/16 mm)
Lineal (todos)
Fracción 8/16 mm
Gráfica 1.2: Relación absorción-densidad real (1 a 45)
14
y (exp) = -31,388x + 81,346
R = 0,97
Absorción (%)
12
10
8
6
y(todos) = -19,022x + 52,35
R = 0,81
4
2
0
2
2,2
2,4
Densidad saturada con superficie seca
2,6
2,8
(kg/dm3)
Fracción 4/8 mm
Fracción 8/16 mm
4/16 mm
Árido grueso (e.a.)
Lineal (4/16 mm)
Lineal (Todos)
Gráfica 1.3: Relación absorción-densidad saturada con superficie seca (1 a 45)
9
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Invertimos en su futuro
Se ha obtenido una buena correlación entre la densidad real y la densidad saturada con
superficie seca.
y = 0,6916x + 0,8366
R = 0,97
Densidad saturada con superficie seca (kg/dm3)
2,80
2,60
2,40
2,20
2,00
2,20
2,40
2,60
Densidad real (kg/dm3)
Resultados experimental
Datos bibliografía
Lineal (Todos)
Gráfica 1.4: Relación entre la densidad real y la densidad saturada con superficie seca del árido
reciclado (estudio experimental-análisis bibliográfico) (1 a 45)
1.1.3.- Absorción
El árido reciclado presenta un coeficiente de absorción comprendido entre 4,8-9,6%. La
fracción fina presenta mayor absorción que la gruesa. El árido reciclado conjunto (fracción
4/16 mm), incumple sistemáticamente el límite que establece la EHE-08-08 para la
absorción del árido natural (<5%), alcanzando en ocasiones valores del orden de dos veces
esta especificación.
Los valores encontrados en la bibliografía son más favorables que los obtenidos en el
estudio experimental, que comprenden el intervalo 1-8%.
Se observa una buena correlación entre la densidad del árido (tanto densidad real como
densidad saturada con la superficie seca) y su absorción, tanto de los resultados
experimentales como del conjunto de éstos y los datos de la bibliografía (gráficas 1.2 y 1.3).
1.1.4.- Coeficiente de forma
Utilizando el método descrito en la norma española UNE 7238:71, la fracción más fina
presenta generalmente menor coeficiente de forma que la fracción más gruesa. El
coeficiente de forma varía entre 0,21-0,3, y presenta un coeficiente de variación de 12%. Los
valores experimentales son similares a los encontrados en la bibliografía [0,19-0,24](3)(11)(46).
Todas las partidas de árido reciclado (fracción 4/16 mm) cumplen la especificación que
establece la Instrucción EHE-08 para el coeficiente de forma del árido natural (0,2).
Utilizando el método descrito en la norma europea UNE-EN 933-4:00, el árido reciclado
presenta valores del coeficiente de forma comprendidos entre 9-22,5 (fracción 4/16
10
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Invertimos en su futuro
mm)(6)(11)(23). El coeficiente de variación de esta propiedad es 30%. Según la clasificación
que establece esta norma, la mayoría de las muestras pertenecen a la categoría SI15,
aunque algunas están incluidas en las categorías SI20 y SI4o.
La categoría I20 definida en la norma UNE-EN 933-4, parece englobar áridos con coeficiente
de forma UNE entre 0,25-0,30 mientras que la I15 engloba áridos de coeficiente de forma
UNE hasta 0,35.
1.1.5.- Coeficiente de Los Ángeles
La resistencia al desgaste que presenta el árido reciclado puede cumplir la especificación
que establece la EHE-08-08, aunque en ocasiones presenta valores ligeramente superiores
al máximo fijado. Los valores obtenidos se sitúan en el rango 35,1-41,9%, con un bajo
coeficiente de variación de 5,3%.
Los resultados que se obtienen en las diferentes muestras son superiores a los recopilados
en el estado del arte(3)(11)(12)(14)31-32)(39)(43-44)(46-47).
1.1.6.- Mortero adherido
El árido reciclado procedente de hormigón está compuesto de árido natural y mortero
adherido (Figuras 1.1 a 1.4), siendo éste último el que le proporciona unas características
más desfavorables que las del árido natural.
Detalle 2
Detalle 3
Detalle 1
Figura 1.1: Composición del árido reciclado
11
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Invertimos en su futuro
Detalle1
Detalle2
Detalle3
1.1.1.1.2.
1.1.1.1.5.
1.1.1.1.1.
1.1.1.1.3.
1.1.1.1.4.
Figura 1.2: Árido
Figura 1.3: Mortero
Figura 1.4: Árido+mortero
El rango de contenido de mortero adherido en la fracción 4/8 mm es [32,6-54,6%] y [23,444,4%] en la fracción 8/16 mm. El árido conjunto (4-16 mm) presenta un porcentaje de
mortero comprendido en el intervalo [27,2-45,4%]. El coeficiente de variación de esta
propiedad es 16,7%.
Los datos obtenidos se sitúan dentro del intervalo obtenido en la bibliografía, ocupando
generalmente los mayores valores del intervalo (3)(12)(26-27)(32-32)(37)(45).
El contenido de mortero adherido influye negativamente en el resto de las propiedades del
árido reciclado (densidad, absorción y coeficiente de Los Ángeles).
1.1.7.- Resistencia a la helada
Según la norma española UNE-EN 1367:99, la pérdida de peso experimentada por los
áridos al ser sometidos a cinco ciclos de tratamiento con soluciones de sulfato magnésico
varía entre 3-34%. El coeficiente de variación de esta propiedad es 65%. Estos resultados
se sitúan dentro del intervalo de resultados encontrado en el estado del arte (0-59%)(48).
Se debe realizar en la preparación de la muestras, unos pasos previos adicionales a los
descritos en esta norma, que consisten en una serie de tamizados y lavados para conseguir
una limpieza completa del árido reciclado. Con estos pasos el rango puede reducirse a 0,512%.
Según la norma EN-12620:00, las partidas M-I y M-II corresponden a la categoría MS25 y el
resto a la categoría MS18.
Las muestras pertenecientes a la categoría MS18 cumplen con el límite exigido en la EHE-08
al árido para la fabricación de hormigón estructural
Suponiendo una utilización de un 20% de árido reciclado, y la aceptación de todas las
partidas, se podría garantizar que el árido mezcla cumple las especificaciones de la EHE-08
12
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
(18%) siempre que se limite la pérdida de peso con sulfato magnésico al árido reciclado y al
árido natural a 21,8% y 17% respectivamente.
En el caso de árido reciclado procedente de hormigón todas las partidas han cumplido la
limitación EHE-08, por lo que no sería necesario establecer un límite más restrictivo al árido
natural.
1.1.8.- Contaminantes e impurezas
Para determinar el contenido de impurezas se utiliza el método de ensayo descrito en la
norma UNE-EN 933-7:99 “Determinación del contenido de conchas”.
Este método se aplica para la determinación del contenido de ladrillo, asfalto y vidrio, ya que
el resto de impurezas pueden ser determinadas por ensayos alternativos de mayor
precisión.
El contenido de ladrillo y asfalto varía entre 1,2-6,0% y 0,4-10,1% respectivamente en las
muestras M-I a M-VI (en las que se introdujeron estos materiales intencionadamente en la
producción), mientras que en el resto de muestras, los valores de lo que se podrían
considerar verdaderamente como impurezas, se sitúan entre 0,1- 0,9% y 0,02-1,3%
respectivamente.
El contenido de vidrio se sitúa en el rango 0-0,11%.
El resto de impurezas (yeso, papel, materia orgánica, madera y plásticos) presentan
porcentajes muy pequeños (<0,25%).
El contenido total de impurezas varía entre 4-11,5% en las muestras con residuos cerámicos
y entre 0,4-2,2% en las muestras de hormigón.
El límite que se establece para el contenido total de impurezas en el árido reciclado, según
las recomendaciones australianas, es del 2%. Otras especificaciones establecen sin
embargo una especificación para el contenido de impurezas exceptuando el contenido de
cerámicos, límite que se fija en el 1% (Rilem, belga, japonesa, norma DIN).
Figura 1.5: Ladrillo
Figura 1.6: Asfalto
13
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
Figura 1.7: Yeso
La determinación del contenido de yeso que presenta el árido reciclado puede ser evaluado
a través del contenido de sulfatos totales obtenido mediante un ensayo químico con mayor
exactitud.
La materia orgánica se determina también mediante su correspondiente ensayo químico.
La madera, plásticos y papeles se determinan mediante el ensayo de partículas ligeras
descrito en la norma de ensayos químicos del árido.
De acuerdo con los resultados experimentales, los siguientes porcentajes de impurezas no
han influido en el resto de propiedades del árido reciclado, estando además dentro de los
límites admisibles (absorción <7% y coeficiente de Los Ángeles<40%):
o
Ladrillo
6%
o
Asfalto
10%
o
Otras impurezas (plástico, vidrio, papel, etc)
1%
Sin embargo, la bibliografía indica que contenidos elevados de impurezas influyen en la
calidad del hormigón reciclado, especialmente en su durabilidad, por lo que estos límites
podrían verse reducidos.
Considerando todas las especificaciones sobre impurezas que establecen las
recomendaciones para áridos reciclados y adoptando valores conservadores, podría ser
adecuado limitar estos contenidos a los valores recogidos en la Tabla 1.2.
Contenido máximo de impurezas
Ladrillo
5%
Asfalto
1%
Otras impurezas (plástico,
vidrio, papel, etc)
1%
Tabla 1.2. Límites para los contenidos de impurezas
14
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
1.1.9.- Partículas ligeras
Según el método empleado (muestra inicial seca o saturada) el contenido de partículas
ligeras del árido reciclado presenta grandes variaciones. Se ha considerado más
conveniente la realización del ensayo partiendo de la muestra seca.
Debido a la particularidad que presenta el árido reciclado, que puede incorporar cantidades
variables de arcilla, se estima necesario en la realización del ensayo lavar previamente la
muestra y después desecarla en estufa 24 horas.
El contenido de partículas ligeras varía entre 0,2-4,7% en la fracción 4/8 mm, y entre 0-7,4%
en la fracción 8/16 mm. Si consideramos la fracción total 4/16 mm, el rango encontrado es
de 0,06-5,85%. La mayoría de las muestras cumplen el límite del 1% que establece la EHE08 para el contenido de partículas ligeras (con densidad seca inferior a 2.000 kg/m3).
Los resultados obtenidos se encuentran en su mayoría dentro del intervalo de valores
encontrados en la bibliografía (0,5-5%)(14)(34)(40).
Las distintas recomendaciones internacionales específicas para el árido reciclado
establecen ensayos similares, pero con densidades de 2.200-1.800 y 1.000 kg/m3.
En general, cuando las partidas presentan elevados porcentajes de materiales ligeros, éstos
proceden de restos de mortero de reducida densidad, y se corresponden con aquellas
partidas con altos valores de absorción.
Figura 1.8 Corcho
Figura 1.9: Mortero
Figura 1.10: Restos vegetales
Figura 1.11: Ladrillo
15
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Figura 1.12: Asfalto
Figura 1.13: Plástico
El contenido de partículas con densidad inferior a 1.000 kg/m3 varía entre 0,0-0,13% en la
fracción 4/8 mm, y es nulo la fracción 8/16 mm de todas las muestras. Todas las muestras
presentan un porcentaje inferior al 0,5% de partículas de densidad menor de 1.000 kg/m3
exigido por las recomendaciones internacionales.
1.1.10.-
Terrones de arcilla
El árido reciclado puede presentar elevados porcentajes de terrones de arcilla, que en
ocasiones no cumplen los requisitos fijados para el árido natural en la EHE-08-08.
La fracción más fina presenta un mayor contenido de terrones de arcilla que la fracción más
gruesa. El intervalo de resultados encontrados en la fracción 4/8 mm es de 0,04-1,0%. En la
fracción 8/16 mm este intervalo es de 0,05-06%. El coeficiente de variación encontrado en
esta propiedad es 78%.
El contenido de terrones de arcilla encontrado en la bibliografía es de 0,3%, valor medio del
intervalo obtenido en los ensayos en la fracción total 4/16 mm (0,04-0,62%).
1.1.11.-
Propiedades químicas
Todas las muestras ensayadas cumplen las especificaciones químicas relativas al contenido
materia orgánica, contenido de cloruros solubles en agua (Gráfica 1.5) y al contenido de
sulfatos solubles en ácido (Gráfica 1.6) y compuestos totales de azufre (Gráfica 1.7) que
establece la Instrucción EHE-08, aunque pueden existir grandes variaciones según la
procedencia del hormigón de origen.
16
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Contenido de cloruros (%)
0,008
0,006
0,004
M VIII
M VII
M VI
MV
M IV
M II
MI
0
M III
0,002
Muestras (%)
Fracción 4/8 mm
Fracción 8/16 mm
Fracción 4/16 mm
Gráfica 1.5: Contenido de cloruros solubles en ácido(1)
0,8
0,6
0,4
M-X
M VIII
Muestras
M VII
M VI
MV
M IV
M III
0
M II
0,2
MI
Sulfatos solubles en ácido (%)
1
Fracción 4/8 mm
Fracción 8/16 mm
Fracción 4/16 mm
Límite EHE
Gráfica 1.6: Contenido de sulfatos solubles en ácido(1)
1
0,8
0,6
0,4
Muestras
Fracción 4/8 mm
Fracción 8/16 mm
Fracción 4/16 mm
Límite EHE
Gráfica 1.7: Contenido de compuestos totales de azufre(1)
17
M-X
M VIII
M VII
M VI
MV
M IV
M III
0
M II
0,2
MI
Compuestos totales de azufre (%)
1,2
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
El contenido total de álcalis encontrado en todas las muestras de árido reciclado (Gráfica
1.8) es elevado, debido en parte a la pasta de cemento adherida al árido natural, por lo que
para su utilización en ambientes diferentes al I y IIb se necesitará un estudio
complementario de reactividad potencial, tanto del propio árido reciclado como del árido
natural que vaya a ser utilizado en la mezcla.
0,658K2O+Na2O (%)
2,5
2,0
1,5
M-X
M-VII
M-V
M-IV
M-I
M-II
0,5
M-III
1,0
Muestras
Fracción 4/ mm
Fracción 8/16 mm
Fracción total 4/16 mm
Gráfica 1.8: Contenido de alcalinos (0,658K2O+Na2O) (1)
1.1.12.-
Influencia del tamaño máximo en las propiedades del árido
Densidad real (kg/dm3)
El estudio experimental realizado indica que las propiedades de los áridos reciclados están
claramente influidas por el tamaño máximo de árido considerado. Las fracciones más
pequeñas tienen una menor densidad (Gráficas 1.9 y 1.10), mayor absorción (Gráfica 1.11),
mayor contenido de mortero (Gráfica 1.12), mayor contenido de impurezas como ladrillo
(Gráficas 1.13) o yeso, este último sólo encontrado en la fracción más fina (Gráfica 1.14),
mayor contenido de partículas ligeras (Gráfica 1.15) y mayor contenido de terrones de arcilla
(Gráfica 1.16).
2,8
2,8
2,6
2,6
2,4
2,4
2,2
2,2
2
2
0
10
20
30
40
0
50
20
30
40
50
Tamaño máximo (mm)
Tamaño máximo (mm)
Dato s biblio grafía
10
Experimental
Dato s biblio grafía
Gráfica 1.9: Comparación densidad real
Experimental
Gráfica 1.10: Comparación densidad saturada con
18
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
(experimental-bibliografía)
superficie seca (experimental-bibliografía)
14
80
12
70
60
Mortero adherido(%)
Absorción (%)
10
8
6
4
50
40
30
20
10
2
0
0
0
10
20
30
40
0
50
10
20
Tamaño máximo (mm)
Datos bibliografía
30
40
50
Tamaño máximo (mm)
Datos bibliografía
Experimental
Gráfica 1.11: Absorción del árido reciclado
(experimental-bibliografía)
Árido grueso experimental
Gráfica 1.12: Contenido de mortero adherido.
Bibliografía-Experimental
Gráfica 1.13: Contenido de impurezas-ladrillo
Gráfica 1.14: Contenido de impurezas-yeso
8
1
6
Terrones de arcilla (%)
5
4
3
2
0,6
M-I, II, III, V, VI,
XI y XV
0,4
0,2
M-XV
M-XIV
M-XII
M-XIII
M-X
M-XI
M-IX
M-VII
M-VIII
M-V
M-VI
M-III
M-IV
M-XV
M-I
0
M-XIV
M-XII
M-XIII
M-X
M-XI
M-IX
M-VII
M-VIII
M-V
M-VI
M-III
M-IV
M-I
0
M-II
1
0,8
M-II
Partículas ligeras (%)
7
Muestras
Muestras
Fracción 4/8 mm en seco
Fracción 8/16 mm en seco
Fracción 4/8 mm
Fracción 8/16 mm
Fracción total seco
Límite EHE
Fracción total (4/16 mm)
Límite EHE
Gráfica 1.15: Contenido de partículas ligeras
(partículas secas)
Gráfica 1.16: Contenido de terrones de arcilla
También se han encontrado un mayor contenido de cloruros (Gráficas 1.17 y 1.18) y de
sulfatos (Gráficas 1.19 y 1.20). Esta tendencia, encontrada en las fracciones más finas de
los áridos gruesos, es previsible que se acentúe en la arena reciclada, por lo que no es
aconsejable su utilización en hormigón.
19
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
Gráfica 1.17 Contenido de cloruros solubles en
agua(1)
Gráfica 1.18: Contenido de cloruros solubles en
ácido(1)
Gráfica 1.19. Sulfatos solubles en ácido(1)
Gráfica 1.20: Compuestos totales de azufre(1)
1.1.13.Influencia del contenido de mortero adherido en las propiedades del
árido
La peor calidad del árido reciclado es debida a la presencia de mortero adherido al árido
natural, que se ha demostrado está directamente relacionada con la densidad (Gráfica 1.21
y 1.22), el coeficiente de Los Ángeles (Gráfica 1.23) y la absorción (Gráfica 1.24). Debido a
que las fracciones más finas presentan mayor contenido de mortero, tienen por lo tanto una
peor calidad. Por esta razón, se considera necesario limitar el contenido de partículas
menores de 4 mm.
20
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
Gráfica 1.21: Relación entre el contenido de Gráfica 1.22: Relación entre el contenido de
mortero adherido y la densidad real (fracciones 4/8 mortero adherido y la densidad saturada con
mm y 8/16 mm) (1)
superficie seca (fracciones 4/8 mm y 8/16 mm) (1)
Gráfica 1.23: Relación entre el contenido de
mortero adherido y el coeficiente de Los Ángeles(1)
1.1.14.-
Gráfica 1.24: Relación entre el contenido de
mortero adherido y la absorción (fracciones 4/8
mm y 8/16 mm) (1)
Influencia de la calidad del hormigón de origen
Los resultados obtenidos señalan que la calidad del hormigón de origen tiene una influencia
directa en la del árido reciclado posteriormente obtenido. Para garantizar ésta, una primera
estimación indica que sólo los hormigones de 25 N/mm2 o superior deberían reciclarse en el
caso de árido reciclado para uso en hormigón estructural (Gráfica 1.25).
No se ha encontrado una clara relación entre el coeficiente de Los Ángeles y la resistencia
del hormigón de origen, aunque sí se aprecia en general que el Coeficiente de los Ángeles
tiende a aumentar cuando disminuye la resistencia del hormigón.
21
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia a compresión hormigón (N/mm2)
55
50
45
40
35
M-VIII, IX, X y XI
30
25
20
M-VI
y
15 M-XII
10
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Absorción (%)
M-II
M-III
M-IV
M-V
M-VI
M-VII
M-VIII
M-IX
M-X
M-XI
M-XII
M-XIII
M-XIV
M-XV
Gráfica 1.25: Relación entre la absorción del árido reciclado y la resistencia a compresión del hormigón de
origen(1)
1.1.15.-
Influencia del contenido de impurezas
Es aconsejable que la utilización del árido reciclado se limite a las partidas de árido
procedente de hormigón, limitando el contenido de materiales de distinta naturaleza, ya que
según el estudio realizado, las partidas procedentes de una mezcla de residuos de hormigón
y cerámicos, pueden presentar impurezas tales como vidrio (Gráfica 1.26) o yeso (Gráfica
1.27), no encontradas en las partidas procedentes de residuos de hormigón(1).
Gráfica 1.27: Contenido de impurezas-yeso
Gráfica 1.26: Contenido de impurezas-vidrio
1.1.16.-
Normativa - Nuevas especificaciones para el árido reciclado
El árido reciclado incumple algunas de las especificaciones exigidas por la Instrucción EHE08 (Tabla 1.1). Estos incumplimientos son en algunos casos prácticamente sistemáticos
22
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
como la absorción o el contenido de partículas blandas, y en otros casos puntuales, como el
contenido de finos, coeficiente de forma, coeficiente de Los Ángeles, partículas ligeras,
terrones de arcilla y resistencia a la helada.
Para que el árido reciclado cumpla la especificación que establece la EHE-08 relativa al
coeficiente de Los Ángeles, se deberán admitir únicamente aquellas partidas de árido
reciclado con absorción menor o igual que 7% (Gráfica 1.28). Este límite coincide con el
impuesto por la norma japonesa.
12
y = 0,0427x1,3882
R = 0,88
Absorción (%)
10
M- VIII, IX, X ,
XI y M-XV
8
6
4
2
0
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Coeficiente de Los Ángeles (%)
Datos bibliografía
Experimental (4/16 mm)
Potencial (Todos)
Gráfica 1.28: Relación entre el coeficiente de Los Ángeles y la absorción(1)
Admitiendo esta especificación del árido reciclado, éste deberá ser utilizado en combinación
con árido natural en una proporción 20% de árido reciclado y 80% de árido natural, para
que la mezcla resultante cumpla el requisito que establece la EHE-08 para la absorción
(5%).
Adicionalmente, las partidas de árido reciclado con absorción menor del 7% cumplen el
contenido máximo de partículas ligeras (Gráfica 1.29).
23
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
10
M-VIII
y XV
M-X y M-XI
Absorción (%)
9
M-IX
8
7
6
5
4
0
1
2
3
4
5
6
7
Partículas ligeras (%)
Límite absorción
Fracción conjunta 4-16 mm
Gráfica 1.29: Relación entre el contenido de partículas ligeras y la absorción del árido reciclado(1)
El límite de absorción del árido reciclado de 7% implica rechazar partidas con densidad
saturada con superficie seca inferior a 2,38 kg/dm3 (Gráfica 1.3) y densidad real inferior a
2,25 kg/dm3 (Gráfica 1.2), que proceden de hormigón reciclado con resistencia menor de 25
N/mm2. El valor de la densidad real coincide, además, con la densidad mínima exigida por la
norma japonesa.
Para el resto de propiedades que incumplen las especificaciones de la EHE-08 (contenido
de finos y terrones de arcilla) se han establecido requisitos adicionales tanto para el árido
natural como para el árido reciclado.
Además de los requisitos exigidos a los áridos naturales, se deberá limitar el contenido de
partículas inferiores a 4 mm (arena reciclada) en los áridos reciclados y el contenido total de
impurezas (materiales de naturaleza distinta al hormigón). Los resultados obtenidos en el
control de producción realizado han permitido fijar los límites a exigir para estas
propiedades.
El ensayo de absorción a los 10 minutos se considera un método rápido de clasificación
inicial de la calidad del árido reciclado. Los resultados (Gráfica 1.30) indican que el árido
reciclado admisible debe tener una absorción inferior a 5,3%.
En este estudio se han utilizado nuevos métodos de ensayo para la evaluación de las
propiedades específicas del árido reciclado estudiadas (mortero adherido, contenido de
impurezas y contenido de cloruros totales), así como se ha desarrollado una adaptación de
las normas de ensayo actuales para este tipo de áridos, como en el caso de partículas
blandas y especialmente en los aspectos relativos a la preparación de las muestras
(partículas ligeras, ciclos con sulfato magnésico y terrones de arcilla).
24
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Absorción 10 min(%)
10
y = 0,7614x
R = 0,76
8
6
5,3%
4
2
0
0
2
4
6
7%
8
10
12
Absorción 24 horas (%)
Datos bibliografía
Experimental
Lineal (Todos)
Gráfica 1.30: Relación entre la absorción del árido reciclado a los 10 minutos y a las 24 horas(1)
1.2.- PROPIEDADES DEL HORMIGÓN RECICLADO FABRICADO CON ÁRIDO GRUESO
DE HORMIGÓN
Según se ha constatado en la revisión bibliográfica realizada sobre las distintas propiedades
del hormigón reciclado, los resultados de los diferentes estudios son muy dispersos,
dependiendo, entre otros factores, del tipo de árido reciclado utilizado.
La utilización de árido reciclado influye negativamente en la mayoría de las propiedades del
hormigón, aumentando su influencia cuanto mayor es el porcentaje de árido reciclado
utilizado.
La mayoría de los estudios se centran en la utilización de los siguientes porcentajes de
sustitución: 20% ó 30%, 50% y 100%.
En algunos de los casos, la influencia del árido reciclado sobre cada una de las propiedades
se acentúa en hormigones de elevada resistencia, por lo que algunas normativas o
recomendaciones limitan la categoría resistente del hormigón reciclado.
Para el hormigón reciclado fabricado en la presente investigación se ha seleccionado un
árido reciclado de calidad límite admisible según las especificaciones recogidas en el
apartado 1.1 de Propiedades del árido reciclado, por lo que los resultados de la
caracterización de sus propiedades pueden considerarse conservadores, y ser utilizados
con fines normativos.
25
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
1.2.1.- Propiedades del hormigón reciclado en estado fresco
Para una misma dosificación, el hormigón reciclado suele presentar una mayor consistencia,
debido a la elevada absorción que tienen los áridos reciclados. Esto puede evitarse
presaturando los áridos, en cuyo caso, la docilidad del hormigón tiende a mejorar.
Los ensayos realizados con árido reciclado presaturado han producido un efecto favorable
en la consistencia del hormigón reciclado, obteniéndose, en la mayoría de los casos,
consistencias líquidas y fluidas cuando se utiliza al menos un 20% de árido reciclado, tanto
en el ensayo del cono de Abrams como en el de la mesa de sacudidas (utilizando aditivos
superplastificantes).
Los principales factores que han provocado esta mayor docilidad, son aquellos debidos a la
forma y granulometría del árido utilizado, ya que la incorporación de árido reciclado aumenta
el coeficiente de forma del árido conjunto y proporciona una curva granulométrica que se
ajusta más a la curva de referencia según el método de Faury utilizado en la dosificación.
Se ha obtenido una buena correlación entre los ensayos del cono de Abrams y el
escurrimiento en la mesa de sacudidas, con una equivalencia entre ambos ensayos muy
similar a la que recogen otros autores(49).
El hormigón reciclado presenta un buen comportamiento en estado fresco cuando se utiliza
el árido prehumedecido (Gráficas 1.31 y 1.32), evitando la pérdida de docilidad que se
produce cuando se utiliza el árido seco.
Cono de Abrams (cm)
30
25
20
15
10
5
0
0,65
0,6
0,55
0,5
0,45
0,4
Relación a/c
Contenido árido reciclado 0%
Contenido árido reciclado 20-50%
Contenido árido reciclado 100%
Gráfica 1.31: Asentamiento del cono de Abrams del hormigón con diferentes porcentajes de árido
reciclado(1)
26
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Mesa de sacudidas (%)
210
190
170
150
130
110
90
70
50
0,65
0,6
0,55
0,5
0,45
0,4
Relación a/c
Contenido árido reciclado 0%
Contenido árido reciclado 20-50%
Contenido árido reciclado 100%
Gráfica 1.32: Escurrimiento del hormigón con diferentes porcentajes de árido reciclado(1)
Figura 1.14: Ensayo consistencia Figura 1.15: Medida del ensayo de consistencia mediante el cono de
mediante el cono de Abrams
Abrams
27
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Figura 1.16: Ensayo escurrimiento
Figura 1.17: Medida del escurrimiento
Otro factor que puede disminuir la docilidad del hormigón reciclado en menor medida, es la
generación de finos durante el amasado originados por la fragmentación del árido. Por este
motivo, se recomienda no prolongar demasiado el tiempo de amasado.
El contenido de aire ocluido en el hormigón suele ser mayor en el hormigón reciclado,
especialmente cuando se utiliza el árido seco. Cuando el árido se satura, el aire ocluido
presenta valores similares al de un hormigón convencional (Gráfica 1.33).
2,0
1,0
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,0
0,65
Aire ocluido (%)
3,0
Relación a/c
Contenido árido reciclado 0%
Contenido árido reciclado 20%
Contenido árido reciclado 50%
Contenido árido reciclado 100%
Gráfica 1.33: Contenido de aire ocluido(1)
28
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Llave para la
entrada
Purgador
de aire
del
Manómetr
o
Válvula de
entrada de
aire
Columna
de agua
Desagü
Figura 1.18. Equipo de medida del contenido de
aire ocluido
Figura 1.19. Ensayo de medida del contenido de
aire ocluido
La densidad del hormigón reciclado es inferior a la de un hormigón convencional, debido a la
reducida densidad que presenta el árido reciclado. Los valores encontrados en la bibliografía
se sitúan entre 2,13 kg/dm3 y 2,40 kg/dm3.
1.2.2.- Precauciones en el proceso de dosificación
Como se ha apuntado anteriormente, el hormigón reciclado suele presentar una mayor
consistencia. Para obtener una consistencia deseada, se puede aumentar el contenido de
agua en la dosificación (que suele variar entre el 5-10% adicional), presaturar el árido
(durante un tiempo aproximado de 10 minutos), o utilizar un superplastificante en la
dosificación.
El primero de los casos presenta el inconveniente de que la planta de producción debe
disponer de sistemas que permitan humedecer los áridos de forma homogénea. Por su
parte, el segundo de los casos presenta el inconveniente de que cuando el árido reciclado
proceda de materiales de distinto origen, es heterogéneo y es difícil establecer un valor de
absorción único para todas las partidas con el que calcular la cantidad de agua que se
necesita añadir.
29
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
1.2.3.- Resistencia a compresión
La resistencia del hormigón reciclado es inferior a la de un hormigón convencional con la
misma dosificación.
Para un rango de relaciones agua/cemento de 0,65 a 0,40, la resistencia del hormigón de
control se sitúa entre 27-49 N/mm2. Entre los hormigones reciclados con un 20% y un 50%
de árido reciclado no se han encontrado grandes diferencias, variando la resistencia entre
24-44 N/mm2. Los hormigones con un 100% de árido reciclado presentan resistencias
menores, toda ellas comprendidas entre 23-41 N/mm2.
% respecto a la resistencia a
compresión del hormigón de
control
La reducción obtenida en los hormigones H-100% varía entre 10-15%, mientras que en los
hormigones con un contenido de árido reciclado inferior al 50% (H-20% y H-50%), las
pérdidas de resistencia se reducen al intervalo 5-10%.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
Relación a/c
20%
50%
100%
Gráfica 1.34: Influencia del porcentaje de árido grueso reciclado sobre la resistencia a compresión(1)
Los descensos medios dependen de la categoría resistente del hormigón, obteniéndose las
mayores pérdidas en los hormigones de mayor resistencia. Esta tendencia se obtiene
también en el análisis de los datos bibliográficos.
Para hormigones de elevada calidad, el efecto que produce el árido reciclado se acentúa,
especialmente en los hormigones con un 100% de árido reciclado. Esto indica que sería
aconsejable limitar la resistencia del hormigón reciclado.
Los resultados medios obtenidos en el análisis bibliográfico son más favorables, dentro de la
gran dispersión que presentan, con unos descensos para el rango de resistencias del
estudio experimental (25-50 N/mm2) de 5-10% para los hormigones H-100% y 3-8% para
hormigones con menos del 50% de árido reciclado. Esto puede ser debido a la calidad límite
admisible del árido reciclado seleccionado en el estudio experimental, si se compara con la
calidad media de los áridos utilizados en los estudios bibliográficos, que ha sido mejor y por
tanto puede llevar a resultados poco conservadores.
30
Unión Europea
FEDER
f chr=resistencia a compresión
2
)
del hormigón reciclado (N/mm
Invertimos en su futuro
80
f chr (e.a.)= 1,1715f chc 0,9331
R = 0,96
60
40
20
f chr(exp.) = 1,1598f chc 0,9204
R = 0,98
0
20
25
30
35
40
45
50
f chc =resistencia a compresión del hormigón de control (N/mm2)
Datos estado del arte
Datos experimental
f chr=Resistencia a compresión del
hormigón reciclado (N/mm2)
Gráfica 1.35: Relación entre la resistencia a compresión del hormigón de control y del hormigón reciclado
(100%)(1)(3)(6-7)(9-10)(12-13)(16 a 19)(21)(24 a 31)(37)(41)(43)(50 a 64)
60
f chr(e.a.) = 1,1885f chc 0,9375
R = 0,96
50
40
30
f chr(exp.) = 1,1856f chc 0,9318
R= 0,98
20
10
0
20
25
30
35
40
f chc =Resistencia a compresión hormigón de control
45
50
(N/mm2)
20-50%-Experimental
20-50% Estado del arte
Potencial (20-50%-Experimental)
Potencial (20-50% Estado del arte)
Gráfica 1.36: Relación entre la resistencia a compresión del hormigón de control y del hormigón reciclado (2050%)(1)(6)(10-11)(19-20)(23)(44)(50)(53)(55)(59)(64)
Los métodos de dosificación utilizados para los hormigones convencionales pueden
emplearse para los hormigones reciclados, debiéndose emplear los coeficientes de
corrección para la resistencia a compresión, que dependen del porcentaje de árido reciclado
utilizado y de la categoría resistente del hormigón. En el caso de dosificar con árido
reciclado utilizando el método de La Peña, a la fórmula establecida para los áridos
31
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
convencionales se debe aplicar el factor de corrección r (válido hasta resistencias de 50
N/mm2), que adopta los valores de la Tabla 11.3, según la siguiente ecuación:
c/a=
k
⋅ fcm.hr + 0 ,5
r
% ÁRIDO RECICLADO
r
0%
≤50%
100%
1
0,91
0,85
Tabla 1.3: Coeficientes de corrección a utilizar en el método de La Peña para dosificación de hormigón reciclado
Para igualar la resistencia a compresión del hormigón convencional, es necesario
incrementar el contenido de cemento, de forma creciente con el porcentaje de árido
sustituido y el nivel de resistencia deseado. Este incremento puede variar entre un 5% para
una sustitución del 20% en hormigones de 25 N/mm2, a 18% para una sustitución del 100%
en hormigones de categoría resistente 50 N/mm2.
1.2.4.- Módulo de elasticidad
El módulo de elasticidad es una de las propiedades del hormigón reciclado que se ve
afectada en mayor medida.
Para un rango de relaciones agua/cemento de 0,65 a 0,40, el módulo de elasticidad estático
del hormigón de control varía entre 32-40 GPa. Los rangos obtenidos para los hormigones
reciclados H-20%, H-50% y H-100% son respectivamente 28-36 Gpa, 25-31 GPa y 20-24
Gpa.
Módulo de elasticidad (N/mm 2)
45000
40000
35000
30000
25000
20000
15000
0,40
0,45
0%
0,50
0,55
Relación a/c
20%
50%
0,60
0,65
100%
Gráfica 1.37: Módulo de elasticidad según la relación a/c y el contenido de árido reciclado(1)
32
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Para sustituciones del 20% el módulo se reduce aproximadamente un 10% respecto a un
hormigón de control con la misma dosificación, mientras que para sustituciones del 50% y
100% los descensos se sitúan en torno al 20% y 40% respectivamente.
Los descensos obtenidos son independientes de la categoría resistente del hormigón para
sustituciones inferiores al 50% (H-20% y H-50%) en el rango de resistencias ensayado. Sin
embargo, los hormigones H-100% sufren mayores pérdidas de módulo respecto a un
hormigón convencional de la misma dosificación, cuanto mayor es su resistencia.
El análisis bibliográfico ofrece unos resultados más favorables, obteniendo para los
hormigones H-100% y H-50% descensos medios del 20% y 10% respectivamente. Los
hormigones reciclados H-20% presentan, en términos medios, módulos similares a los del
hormigón de control. Esto puede ser debido al contenido de pequeños porcentajes de arena
reciclada y a la calidad límite admisible del árido reciclado utilizado en el estudio
experimental, si se compara con la calidad media de los áridos utilizados en los estudios
bibliográficos.
Las diferencias entre los resultados del estado del arte y el estudio experimental indican que
esta propiedad puede verse fuertemente afectada por cambios en la calidad del árido
reciclado.
Ec del hormigón reciclado (GPa)
40
35
30
25
20
15
10
15
20
25
30
35
40
45
Ec del hormigón de control (GPa)
H-100% exp.
H-50% exp.
H-20% exp.
H-100% e.a.
H-50% e.a.
H-20-30% e.a.
P o tencial (H-100% exp.)
Lineal (H-50% exp.)
Lineal (H-20% exp.)
Lineal (H-100% e.a.)
Lineal (H-50% e.a.)
Lineal (H-20-30% e.a.)
Gráfica 1.38: Relación entre el módulo de elasticidad del hormigón de control y del hormigón reciclado-100-50%20% árido grueso reciclado (misma dosificación)(1)(3)(6)(9)(11)(13)(16 a 18)(22)(24)(27 a 31)(41)(50)(52)(54)(56-57)(60-61)(64 a 68)
Los coeficientes de corrección resultantes para estimar el módulo de elasticidad estático de
un hormigón reciclado a partir del módulo de un hormigón convencional con la misma
dosificación, obtenidos tanto en el estudio experimental, como en el análisis bibliográfico se
incluyen en la siguiente tabla:
33
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN
ESTUDIO
20% árido
reciclado
50% árido
reciclado
100% árido
reciclado
0,89
0,79
0,67 (Ec = 30
Gpa) 0,59 (Ec =
40 Gpa)
0,99
0,91
0,79
EXPERIMENTACIÓN
Absorción del árido reciclado = 6%
Desclasificados inferiores (arena)=7,5%
ESTADO DEL ARTE
Absorción del árido reciclado = 5%
Tabla 1.4: Coeficientes de corrección para el módulo de elasticidad del hormigón reciclado en función del
porcentaje de árido grueso reciclado 100%-50%-20% (misma dosificación)
La relación que establece la EHE-08 entre la resistencia a compresión y el módulo de
elasticidad puede ser utilizada para los hormigones reciclados, siempre que se utilicen unos
coeficientes de corrección (r), en función del porcentaje de árido grueso reciclado utilizado,
que reflejen la pérdida de módulo que experimenta un hormigón reciclado respecto a un
hormigón convencional con la misma resistencia:
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN ( r)
20% árido
reciclado
0,91
% ÁRIDO RECICLADO
50% árido
reciclado
0,81
100% árido
reciclado
EXPERIMENTACIÓN
Absorción del árido reciclado = 6%
0,63
0,86(*)
Desclasificados inferiores (arena)=7,5%
ESTADO DEL ARTE
0,93(*)
0,80
Absorción del árido reciclado = 5%
(*)Valor considerando conjuntamente los resultados con sustituciones del 20-50%
Tabla 1.5: Coeficientes de corrección para el módulo de elasticidad del hormigón reciclado
en función del porcentaje de árido grueso reciclado 100%-50%-20% (misma resistencia)
E (h.c.) = 11059 ⋅ 3 f
c
cm
R = 0 ,97
Módulo de elasticidad (N/mm2)
45000
40000
E (20%) = 10114 ⋅ 3 f
c
cm
R = 0 ,96
35000
E (50%) = 8936 ⋅ 3 f
c
cm
R = 0 ,98
30000
25000
E (100%) = 7017 ⋅ 3 f
c
cm
R = 0 ,87
20000
20
30
40
50
2
fc (N/mm )
Hormigón de control, H-0%
H-20%
H-50%
H-100%
Gráfica 1.39 Relación entre el módulo de elasticidad del hormigón y su resistencia(1)
34
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
El coeficiente de corrección establecido por la Rilem es de 0,8, por lo que coincide con el
valor medio obtenido en el análisis del estado del arte.
1.2.5.- Módulo de elasticidad dinámico
El módulo de elasticidad dinámico presenta sistemáticamente valores más reducidos en el
hormigón reciclado que en el hormigón de control, obteniéndose menores valores cuanto
mayor es el porcentaje de árido reciclado utilizado en la dosificación.
Para un rango de relaciones agua/cemento de 0,65 a 0,40, el módulo de elasticidad
dinámico del hormigón de control varía entre 37-43 GPa. Los rangos obtenidos para los
hormigones reciclados H-20%, H-50% y H-100% son respectivamente 36-42 Gpa, 33-39
GPa y 31-37 Gpa.
Los descensos medios obtenidos son del 5%, 10% y 17% cuando se emplea un 20-50 y
100% de árido grueso reciclado.
Los datos recopilados en la bibliografía, que se limitan a hormigones H-100% han obtenido
resultados similares a los experimentales.
Módulo dinámico hormigón
reciclado, Edinhr (N/mm2)
Estos descensos son menores a los obtenidos en el módulo estático, por lo que se obtiene
que el efecto del árido reciclado tiene menor repercusión en el módulo dinámico del
hormigón.
45000
Edinhr(20%) = 0,9622Edinhc
R = 0,91
40000
Edinhr(50%) = 0,9121Edinhc
R = 0,85
35000
Edinhr(100%) = 0,8344Edinhc
R = 0,86
30000
Edinhr(100%)e.a. = 0,8162Edinhc
R = 0,87
25000
36000
38000
40000
42000
44000
Módulo dinámico hormigón de control, Edinhc (N/mm2)
20%
50%
100%
100% e.a.
Lineal (50%)
Lineal (20%)
Lineal (100%)
Lineal (100% e.a.)
Gráfica 1.40: Relación entre el módulo de elasticidad dinámico del hormigón de control y del hormigón reciclado100-50%-20% árido grueso reciclado(1)(5)(31-32)(43)(69)
Si relacionamos la resistencia a compresión del hormigón con su módulo de elasticidad,
admitiendo la relación propuesta por la EHE, obtenemos las curvas de regresión que recoge
35
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
la Gráfica 1.41. Los coeficientes de correlación que se obtienen son elevados, aunque se
observa en los hormigones H-100% una peor correlación que en el resto de los casos.
Edin(H-0%) = 12266f cm1/3
2
Módulo dinámico, E
din (N/mm )
45000
40000
35000
Edin(H-20%) = 12153f cm1/3
R = 0,96
30000
Edin(H-50%) = 11463f cm1/3
R = 0,94
Edin(H-100%)= 10730f cm1/3
R = 0,90
25000
20
25
30
35
40
45
50
Resistencia, f cm (N/mm2)
100%
50%
20%
0%
P o tencial (100% est)
P o tencial (50% est)
P o tencial (20% est)
P o tencial (0% est)
Gráfica 1.41: Relación entre la resistencia a compresión y el módulo dinámico(1)
Los coeficientes de reducción del módulo de elasticidad dinámico esperables entre un
hormigón reciclado y un hormigón de control que presenten la misma resistencia a
compresión son los siguientes:
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN ( r)
20% árido
50% árido
% ÁRIDO RECICLADO
reciclado
reciclado
EXPERIMENTACIÓN
Absorción del árido reciclado = 6%
0,98
0,93
Desclasificados inferiores (arena)=7,5%
ESTADO DEL ARTE
Absorción del árido reciclado = 5%
100% árido
reciclado
0,87
0,87
Tabla 1.6: Coeficientes de corrección para el módulo de elasticidad dinámico del hormigón reciclado en función
del porcentaje de árido grueso reciclado 100%-50%-20% (misma resistencia)
1.2.6.- Velocidad de ultrasonidos
Al igual que en el módulo de elasticidad dinámico, la velocidad de ondas ultrasónicas
presenta sistemáticamente valores más reducidos en el hormigón reciclado que en el
hormigón de control, obteniéndose menores valores cuanto mayor es el porcentajes de árido
reciclado utilizado en la dosificación (Gráfica 1.42).
36
Unión Europea
FEDER
Velocidad de ultrasonidos del hormigón
reciclado vhr (km/s)
Invertimos en su futuro
vhr(H-20%) = 1,9286vhc0,5818
R = 0,84
5,2
5
vhr(H-50%) = 0,6057vhc1,2868
R = 0,93
4,8
4,6
vhr(H-100%) = 1,3934vhc0,7092
R = 0,63
4,4
4,2
4
4,6
4,8
5
5,2
Velocidad de ultrasonidos del hormigón de control vhc (km/s)
20%
50%
100%
Gráfica 1.42: Relación entre la velocidad de ultrasonidos del hormigón reciclado y del hormigón de control(1)
Para una misma resistencia a compresión, la velocidad de las ondas es menor en los
hormigones reciclados. En la gráfica 1.43 se relaciona la velocidad de las ondas
longitudinales con la resistencia a compresión tanto de los hormigones reciclados como de
hormigones convencionales fabricados con distintos tipos de áridos naturales. En esta
gráfica podemos observar que para los hormigones H-0%, en los que se ha utilizado árido
calizo, la curva obtenida coincide con la que recoge la bibliografía para árido calizo(70),
siendo además muy similar a la curva obtenida para los hormigones H-20%. Por su parte, la
curva en los hormigones H-50% coincide con la establecida para los áridos graníticos.
Excepto para los hormigones H-100%, los coeficientes de correlación que se han obtenido
son buenos.
Gráfica 1.43: Relación entre la resistencia a compresión y la velocidad de las ondas ultrasónicas (1)(70)
37
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Los coeficientes de reducción para la velocidad de ultrasonidos esperables entre un
hormigón reciclado y un hormigón de control que presenten la misma resistencia a
compresión son los siguientes:
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN ( r)
20% árido
reciclado
% ÁRIDO RECICLADO
50% árido
reciclado
100%
árido
reciclado
EXPERIMENTACIÓN
Absorción del árido reciclado = 6%
0,99
0,96
0,88
Desclasificados inferiores
(arena)=7,5%
ESTADO DEL ARTE
0,92(**)
0,98(*)
Absorción del árido reciclado = 5%
(*)
Valor con sustitución del 25%
(**)
Valor con sustitución del 75%
Tabla 1.7: Coeficientes de corrección para la velocidad de ultrasonidos del hormigón reciclado en función del
porcentaje de árido grueso reciclado 100%-50%-20% (misma resistencia)
1.2.7.- Resistencia a tracción
Para un rango de relaciones agua/cemento de 0,65 a 0,40, la resistencia a tracción del
hormigón de control varía entre 2,4-3,5 N/mm2. Los rangos obtenidos para los hormigones
reciclados H-20%, H-50% y H-100% son respectivamente 2,4-3,6 N/mm2, 2,1-3,5 N/mm2y
2,2-2,7 N/mm2.
Para la misma dosificación, la resistencia a tracción del hormigón reciclado es comparable a
la del hormigón de control para niveles de sustitución inferiores al 50%, produciéndose un
descenso medio del 2%.
Los descensos obtenidos en los hormigones H-100% con respecto a la resistencia a tracción
del hormigón de control se acentúan cuanto mayor es la resistencia del mismo, adoptando
un valor medio del 10%.
38
Unión Europea
FEDER
Resistencia a tracción del
hormigón reciclado, fcthr (N/mm2)
Invertimos en su futuro
4,0
fcthr(e.a.) = 1,2401fcthc 0,7421
R = 0,85
3,5
3,0
2,5
fcthr(exp) = 1,58fcthc 0,4684
R = 0,90
2,0
2
2,5
3
3,5
4
Resistencia a tracción hormigón de control, fcthc (N/mm2)
H-100% exp.
fthc=fthr
Potencial (H-100% e.a.)
H-100% e.a.
Potencial (H-100% exp.)
Resistencia a tracción del
hormigón reciclado, fcthr (N/mm2)
Gráfica 1.44: Comparación entre la resistencia a tracción del hormigón de control y del hormigón reciclado100%(1)(9-10)(13)(18-19)(30-31)(37-38)(49-50)(53)(60)
4,0
3,5
fcthr(exp) = 0,98fcthc
R = 0,90
fcthr(e.a.) = 0,97fcthc
R = 0,67
3,0
2,5
2,0
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Resistencia a tracción hormigón de control, fcthc (N/mm2)
Experimental 20-50%
Estado del arte-20-50%
Lineal (Experimental 20-50%)
Lineal (Estado del arte-20-50%)
Gráfica 1.45: Comparación entre la resistencia a tracción del hormigón de control y del hormigón reciclado-2050%(1)(10-11)(13)(18-19)(30-31)(37)(50)(53)(71)
Los coeficientes de corrección resultantes para estimar la resistencia a tracción del
hormigón reciclado a partir la resistencia a tracción del hormigón convencional con la misma
dosificación, obtenidos tanto en el estudio experimental, como en el análisis bibliográfico se
incluyen en la siguiente tabla:
39
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN
% ÁRIDO RECICLADO
20-50% árido
reciclado
Resistencia
2,5 N/mm2- 3,5
N/mm2
2,5 N/mm2
<3,5 N/mm2
EXPERIMENTACIÓN
(Absorción del árido reciclado = 6%)
0,98
0,97
0,81
ESTADO DEL ARTE
(Absorción del árido reciclado = 5%)
0,97
0,98
0,89
100% árido reciclado
Tabla 1.8: Coeficientes de corrección para la resistencia a tracción del hormigón reciclado (estudio experimentalestado del arte) 20-50% y 100% (hormigones con la misma dosificación)
La relación que establece la EHE-08 entre la resistencia a compresión y tracción indirecta
del hormigón convencional es válida también para los hormigones reciclados, por lo que se
podría adoptar un coeficiente reductor r=1 para hormigones con la misma resistencia, con
independencia del grado de sustitución y de la categoría resistente del hormigón reciclado,
factor adoptado también por las distintas recomendaciones sobre hormigón reciclado (Rilem,
belga, holandesa).
La resistencia a tracción del hormigón reciclado es, pues, una de las propiedades del
hormigón reciclado que se ve afectada en menor medida.
Resistencia a tracción del
hormigón, fct (N/mm 2)
4,0
3,5
3,0
2,5
fcti = 0,32*(fcm -8)2/3
2,0
R = 0,89
1,5
20
30
40
50
Resistencia a compresión del hormigón, fcm (N/mm2)
Experimental (0%)
Experimental (100%)
Experimental 20-50%
Experimental (todos)
Gráfica 1.46: Comparación entre la resistencia a compresión y la resistencia a tracción del hormigón
(convencional y reciclado) según EHE-08-Experimental(1)
40
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
1.2.8.- Resistencia a flexotracción
Los cambios que se producen en la resistencia a flexotracción del hormigón reciclado son
muy similares a los que se producen en la resistencia a tracción comentada en el apartado
anterior.
La mayoría de los valores que se han encontrado en la bibliografía cuando el porcentaje de
árido reciclado utilizado es del 100%, oscilan entre un ±20% del valor correspondiente al
hormigón de control.
Al disminuir el porcentaje de árido reciclado que se utiliza en el hormigón, se mejoran las
propiedades de éste.
Con sustituciones comprendidas entre 20-30%, las variaciones que presenta el hormigón
reciclado en la resistencia a flexotracción con respecto al hormigón de control son mínimas y
oscilan entre –6%(87) y +2%.
Aunque los datos consultados son escasos, en la Gráfica 1.48 se observa claramente como
una utilización de árido reciclado comprendida entre 20-50% prácticamente no afecta a esta
propiedad del hormigón.
Resistencia a flexotracción del
hormigón reciclado (N/mm2)
10
8
6
f fthr = 0,89f fthr
R = 0,86
4
2
0
0
2
4
6
8
10
Resistencia a flexotracción del hormigón de control (N/mm2)
H-100%
ft,hc=ft,hr
Lineal (H-100%)
Gráfica 1.47: Relación entre la resistencia a flexotracción del hormigón reciclado y del hormigón de control H100%(1)(6)(13)(18-19)(22)(25)(28)(30-31)(60)(72)
41
Unión Europea
FEDER
Resistencia a flexotracción del
hormigón reciclado (N/mm2)
Invertimos en su futuro
8
7
6
y = 0,9895x
R = 0,99
5
4
3
3
4
5
6
7
8
Resistencia a flexotracción hormigón de control (N/mm2)
H-20-50%
R(h.c)=R(h.r)
Lineal (H-20-50%)
Gráfica 1.48: Relación entre la resistencia a flexotracción del hormigón reciclado y del hormigón de control H-2050%(1)(6)(10)(22)(59)
1.2.9.- Retracción
La utilización de árido reciclado produce un aumento de la retracción del hormigón,
especialmente a edades superiores a los 28 días.
Figura 1.20: Ensayo de retracción
Figura 1.21: Equipo de medida
Cuanto mayor es el porcentaje de árido reciclado, mayor es la retracción del hormigón,
aunque entre los porcentajes de 20% y 50% no se han encontrado grandes diferencias.
42
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Retracción del hormigón
reciclado, ehr (micras/m)
1000
ehr(H-100%) = 1,5991ehc
R= 0,94
800
600
ehr(H-50%) = 1,0608ehc
R = 0,94
400
ehr(H-20%) = 1,0311ehc
R = 0,91
200
0
0
100
200
300
400
500
600
Retracción del hormigón de control, ehc (micras/m)
H-20%
H-50%
H-100%
Gráfica 1.49: Relación entre la retracción del hormigón de control y hormigón reciclado para porcentajes de
árido reciclado del 20-50-100% a distintas edades-estudio experimental(1)
Como se observa en las Gráficas 1.50 y 1.51, en las que se comparan las regresiones
obtenidas en el estudio experimental y en el análisis de los datos bibliográficos, los
resultados experimentales son similares, aunque algo más desfavorables para elevadas
retracciones del hormigón de control. Estas diferencias pueden deberse a que el rango de
valores en ambos casos es diferente.
Retracción del hormigón
reciclado, ehr (micras/m)
1200
1000
ehr(H-100%)exp = 1,5991ehc
R = 0,94
800
600
400
ehr(H-100%)e.a. = 6,1336ehc0,7485
R = 0,94
200
0
0
200
400
600
800
Retracción del hormigón de control, ehc (micras/m)
100% EXPERIMENTAL
100% e.a.
Lineal (100% EXPERIMENTAL)
Potencial (100% e.a.)
Gráfica 1.50: Comparación entre la retracción del hormigón de control y hormigón reciclado para porcentajes de
árido reciclado del 100% (estado del arte y experimental)(1)(10)(19)(22)(28)(30-31)(55)(66)
43
Unión Europea
FEDER
Retracción del hormigón reciclado, ehr
(micras/m)
Invertimos en su futuro
1000
ehr(exp.)= 1,0462ehc
R = 0,92
800
600
400
ehr(e.a) = 2,301ehc 0,88
R = 0,94
200
0
0
200
400
600
800
Retracción del hormigón de control, ehc (micras/m)
20-50% e.a.
20-50% EXPERIMENTAL
Potencial (20-50% e.a.)
Lineal (20-50% EXPERIMENTAL)
Gráfica 1.51: Comparación entre la retracción del hormigón de control y hormigón reciclado para porcentajes de
árido reciclado del 20 y 50% (estado del arte y experimental)(1)(10)(19)(55)(22)(28)
Con los incrementos medios obtenidos, respecto a la retracción de un hormigón de control
con la misma dosificación, se pueden establecer los siguientes coeficientes de corrección
para los hormigones H-20%, H-50% y H-100%:
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN
EXPERIMENTACIÓN
(Absorción del árido reciclado = 6%)
20% árido
reciclado
50% árido
reciclado
1,03
1,06
1,05(*)
100% árido
reciclado
1,60
1,60-1,14
valor medio =
1,23
(*)
Coeficiente correspondiente a porcentajes de sustitución inferiores al 50%
1,16-1,03(*)
valor medio = 1,09
ESTADO DEL ARTE
(Absorción del árido reciclado = 5%)
Tabla 1.9: Coeficiente de corrección para la retracción del hormigón reciclado (estudio experimental) 20-50% y
100%
La evolución de la retracción en el tiempo del hormigón reciclado es similar a la que
presentan los hormigones convencionales.
De los diferentes métodos para estimar la retracción del hormigón, el hormigón reciclado se
ajusta mejor a las relaciones establecidas por el Código CEB o el ACI que a la relación fijada
en la EHE-08.
44
Unión Europea
FEDER
Retracción a 28 días
(micras/m)
Invertimos en su futuro
500
y(100%) = 4,5442x + 244,44
400
y(20-50%) = 2,2721x + 136,1
300
y(0%) = 1,0049x + 170,38
200
100
0
20
30
40
50
Resistencia a compresión (N/mm2)
Hormigón de control
H-50%
EHE
H-20%
H-100%
CEB
Gráfica 1.52: Relación entre la resistencia a compresión y la retracción a los 28 días
Para hormigones con la misma resistencia, los coeficientes de corrección son los recogidos
en la Tabla 1.10, valores muy similares a los establecidos por diferentes normativas o
recomendaciones específicas.
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN
% ÁRIDO RECICLADO
20-50% árido
reciclado
100% árido reciclado
1,0
1,56
1,18
1,5
EXPERIMENTACIÓN
(Absorción del árido reciclado = 6%)
ESTADO DEL ARTE
(Absorción del árido reciclado = 5%)
Tabla 1.10: Coeficiente de corrección para estimar la retracción del hormigón reciclado (estudio experimentalestado del arte) 20-50% y 100% en hormigones con la misma resistencia
1.2.10.-
Fluencia
El hormigón reciclado presenta mayor fluencia que el hormigón de control fabricado con
árido natural, debido principalmente al menor módulo de elasticidad del mortero que
incorpora el árido reciclado(31)(34).
Cuando se utiliza un 100% de árido reciclado, algunos autores han obtenido incrementos
entre 30-60%(22)(27)(31)(34)(73), mientras otros han obtenido resultados más favorables
comprendidos entre 20-30%(52).
45
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Al igual que ocurre en el resto de propiedades, cuanto mayor es el contenido de árido
reciclado utilizado, mayor es la deformación por fluencia(22). Así, con unos porcentajes de
utilización del 50%, la fluencia experimenta un incremento entre el 15-22%, y con un 30%
los cambios son prácticamente inexistentes, obteniéndose incrementos entre 1-2%.
1.2.11.-
Densidad
La densidad del hormigón reciclado está estrechamente relacionada con la densidad del
árido reciclado utilizado, siendo inferior a la del hormigón de control.
Se han obtenido descensos medios de 1-2-3,5% para los hormigones H-20%, H-50% y H100% respectivamente.
1.2.12.-
Valoración de resultados
La Tabla 1.11 recoge los rangos obtenidos en el estudio experimental, así como los
descensos o incrementos medios que experimenta el hormigón reciclado con respecto al
hormigón convencional fabricado con áridos naturales y la misma dosificación.
Los valores de la Tabla 1.11 indican que incluso fijando un mismo tipo de árido reciclado, las
variaciones que pueden experimentar las propiedades del hormigón reciclado pueden ser
elevadas. Una de las causas de la dispersión encontrada es la calidad del hormigón
fabricado, obteniéndose las mayores diferencias en los hormigones de mayor categoría
resistente.
Para una sustitución del 100%, todas las propiedades del hormigón se han visto afectadas
negativamente, siendo notable el descenso del módulo de elasticidad y el aumento de la
retracción experimentados. El resto de propiedades (resistencia a compresión, módulo
dinámico y resistencia a tracción) pueden presentar descensos hasta del 15%.
Los efectos que se producen al disminuir el contenido de árido grueso reciclado hasta un
50% consisten en ligeros aumentos de la retracción respecto al hormigón de control, en un
descenso del módulo de elasticidad estático y dinámico, mientras que la resistencia a
compresión y tracción apenas se ven afectadas.
46
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Propiedad
Resistencia a
compresión
Módulo de
elasticidad
estático
Módulo de
elasticidad
dinámico
Velocidad de
ultrasonidos
Resistencia a
tracción
Retracción
SUSTITUCIÓN DEL 100%
Descenso/incremento
Rango
Valor
medio
-6 % a -16%
-13%
SUSTITUCIÓN < 50%
Descenso/incremento
Porcentaje
Valor
Rango
sustituido
medio
-2% a -14%
-7%
Gráfica 1.34
-10% a -14% -11%
-35% a -43%
-39%
-20% a -23% -21%
Gráfica 1.37
-1% a -11%
-5%
-5% a -35%
-19%
-6% a -15%
-9%
Gráfica 1.40
-2% a 1%
0%
-11% a -13%
-12%
-4% a -6%
-5%
Gráfica 1.42
+15% a -30%
-8%
+10% a -16%
-2%
Gráfica 1.44
+3% (valor medio)
+60% (valor medio)
+6% (valor medio)
Gráficas 1.50 y 1.51
20-50%
20%
50%
20%
50%
20%
50%
20-50%
20%
50%
Tabla 1.11: Descensos o incrementos que experimenta un hormigón reciclado con respecto a un hormigón
convencional de la misma dosificación.
Por otra parte, los resultados experimentales indican que cuando se utiliza un porcentaje de
árido grueso reciclado inferior al 20%, en hormigones convencionales y reciclados con la
misma dosificación, las propiedades del hormigón endurecido apenas cambian, excepto el
módulo de elasticidad estático, y en ocasiones, ligeros incrementos en la retracción del
hormigón.
Los coeficientes de corrección a aplicar para poder estimar las propiedades del hormigón
reciclado a partir de las propiedades de un hormigón de control con la misma dosificación y
resistencia comprendida entre 25 y 50 N/mm2, se recogen en la Tabla 1.12. Estos
coeficientes se han calculado a partir de los resultados experimentales mostrados en las
gráficas reseñadas.
Aunque en el estudio experimental no se han realizado ensayos de flexotracción y fluencia,
se pueden adoptar los valores obtenidos del análisis de conjunto de los estudios
bibliográficos, también recogidos en la Tabla 1.12.
47
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
PROPIEDAD
Resistencia a
compresión
Módulo de elasticidad
estático
Módulo de elasticidad
dinámico
Velocidad de
ultrasonidos
Resistencia a tracción
Resistencia a
flexotracción(*)
Retracción
Fluencia(*)
(*)
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN
fcm = 25 N/mm2 - 50 N/mm2
20% árido
50% árido
100% árido
reciclado
reciclado
reciclado
0,95 a 0,90
0,90 a 0,85
Gráfica 1.36
Gráfica 1.35
0,90
0,80
0,67 a 0,59
Gráfica 1.38
0,96
0,91
0,83
Gráfica 1.40
1,00
0,95
0,88
Gráfica 1.42
0,98
0,97 a 0,81
Tabla 1.45
Gráfica 1.44
0,99
0,89
Gráfica 1.48
Gráfica 1.47
1,03
1,06
1,60
Gráfica 1.51
Gráfica 1.50
1,00
1,25
1,45
Valores extraídos del análisis de datos bibliográficos
Tabla 1.12: Coeficientes de corrección para el hormigón reciclado. MISMA DOSIFICACIÓN
Si comparamos los resultados obtenidos experimentalmente al utilizar un árido de calidad
límite admisible (Tabla 1.12), con los resultantes del análisis de los datos bibliográficos,
correspondientes a un árido de calidad media, se observa que las mayores diferencias para
sustituciones inferiores al 50% de árido grueso reciclado se encuentran en el módulo de
elasticidad del hormigón, mientras que para sustituciones del 100% la peor calidad del árido
reciclado influye en todas las propiedades, pero especialmente en la retracción y en el
módulo de elasticidad.
A partir de las relaciones entre cada una de las propiedades y la resistencia a compresión
del hormigón de control y hormigón reciclado, se han calculado los coeficientes de
corrección que permiten estimar las propiedades de los hormigones reciclados a partir de su
resistencia, empleando las expresiones utilizadas para el hormigón convencional con la
misma resistencia. Los valores, recogidos en la Tabla 1.13 están extraídos de las Gráficas
indicadas en dicha tabla.
48
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
PROPIEDAD
COEFICIENTE DE CORRECCIÓN
fcm = 25 N/mm2 - 50 N/mm2
20% árido 50% árido
100% árido
reciclado reciclado
reciclado
0,90
0,80
Módulo de elasticidad estático
Módulo de elasticidad dinámico
0,63
Gráfica 1.39
0,96
0,91
0,83
Gráfica 1.41
Velocidad de ultrasonidos
0,99
0,96
0,88
Gráfica 1.43
1,0
Resistencia a tracción
1,0
Gráficas 1.46
1,0
Retracción
1,56
Gráfica 1.52
Tabla 1.13: Coeficientes de corrección para el hormigón reciclado. MISMA RESISTENCIA
La relación que establece la EHE-08 entre la resistencia a compresión y tracción indirecta
del hormigón convencional es válida también para los hormigones reciclados.
Mediante el análisis de los datos recopilados de la bibliografía se han obtenido resultado
más favorables, especialmente en el caso del módulo de elasticidad para sustituciones del
20% al 100% (Gráfica 1.38) y de la retracción (Gráfica 1.49) para sustituciones del 100% de
árido grueso reciclado. Esto es debido a que los áridos reciclados utilizados en la bibliografía
son, en términos medios, de mayor calidad que los utilizados en el estudio experimental:
menor absorción (Gráfica 1.53) y coeficiente de Los Ángeles (Gráfica 1.54), y mayor
densidad (Gráfica 1.52), y a que el árido reciclado utilizado aporta un pequeño porcentaje de
arena reciclada (7%).
49
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
12
10
2,6
Absorción (%)
Densidad real (kg/dm3)
2,8
2,4
2,2
8
6
4
2
0
2
0
10
20
30
40 grueso
50
Árido
0
10
20
30
Tamaño (mm)
Tamaño (mm)
40
50 grueso
Árido
Datos bibliografía
Experimental (Muestra M-VII)
Potencial (Datos bibliografía)
Datos bibliografía
Experimental (M-VII)
Potencial (Datos bibliografía)
Coeficiente de Los Ángeles (%)
Gráfica 1.52: Densidad
Gráfica 1.53: Absorción
50
45
40
35
30
25
20
0
10
20
30
40 grueso50
Árido
Tamaño máximo (mm)
Datos bibliografía
Árido grueso experimental
Potencial (Datos bibliografía)
Gráfica 1.54: Coeficiente de Los Ángeles
De esta forma, se puede concluir que las propiedades del hormigón reciclado que se pueden
ver mayormente perjudicadas por variaciones en la calidad del árido reciclado, son el
módulo de elasticidad y la retracción. Aunque no se ha evaluado la fluencia del hormigón
reciclado, los estudios encontrados en la bibliografía indican que también la fluencia puede
verse fuertemente afectada.
1.2.13.-
Durabilidad del hormigón reciclado
La durabilidad del hormigón reciclado está condicionada por la elevada porosidad que
aporta el mortero adherido, por lo que el hormigón presenta una elevada capacidad para
embeber agua por cualquiera de los posibles mecanismos de transporte: absorción, succión,
permeabilidad. La bibliografía consultada señala que la sustitución total de grava por árido
reciclado aumenta la porosidad, absorción y permeabilidad de este hormigón(74).
50
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
1.2.13.1.- Penetración de agua
La utilización para la fabricación de hormigón estructural del árido grueso reciclado con
niveles de sustitución altos está muy condicionada por su elevada absorción. Así, la
comparación del comportamiento frente a la penetración de agua en hormigones reciclados
y convencionales con la misma dosificación (igual relación agua/cemento total) puede llevar
a resultados diferentes según cómo se compense dicha absorción: presaturando la grava
reciclada o bien utilizando un aditivos superplastificante, ya que en este último caso los
hormigones reciclados que se fabrican tienen una relación agua/cemento efectiva inferior.
En las Gráficas 1.55 y 1.56 se muestran las curvas penetración-resistencia para los
hormigones con 100% de árido reciclado y el hormigón convencional (profundidad media y
máxima respectivamente), en las que se observa que para hormigones de la misma resistencia
a compresión, la profundidad de penetración de agua del hormigón reciclado coincide con la
del hormigón de control. Sin embargo, hay que tener en cuenta que, para alcanzar la misma
resistencia que el hormigón de control, el hormigón reciclado debe fabricarse con una relación
agua cemento inferior.
50
Pmed (mm)
40
30
20
y = 217,32e-0,0566x
R2 = 0,85
10
0
25
30
35
40
45
50
55
60
Resistencia (N/mm 2)
H-0%
H-100%
Exponencial (TODOS)
Gráfica 1.55: Relación entre la profundidad media de penetración de agua y la resistencia a compresión.
60
Pmax (mm)
50
40
30
20
y = 213,57e-0,0433x
R2 = 0,8598
10
0
25
30
H-0%
35
40
45
Resistencia (N/mm 2)
H-100%
50
55
60
Exponencial (TODOS)
Gráfica 1.56: Relación entre la profundidad máxima de penetración de agua y la resistencia a compresión.
51
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Así, en las Gráficas 1.57 y 1.58 se recogen las correlaciones penetración de agua-relación
agua/cemento tanto para los hormigones convencionales H0% como para los hormigones
reciclados 100%. En este caso, se observa que para la misma relación agua/cemento efectiva,
los hormigones reciclados dan mayores profundidades de penetración, ocasionada por la
porosidad adicional que incorpora la grava reciclada al hormigón.
De acuerdo con la Instrucción EHE-08, a partir de la dosificación asignada al ambiente H (con
relación a/c=0,55) y aquellas más estrictas (exceptuando IIIc y Qc) deben cumplir el ensayo de
penetración de agua (Pmed≤30 mm y Pmax≤50 mm). Este requisito se ha cumplido sobradamente
para el hormigón de control y se ha incumplido muy ligeramente para el hormigón reciclado H100% (curva de regresión ajustada) (Gráficas 4.1.4 y 4.1.5).
Por otra parte, de acuerdo con la Instrucción EHE, las dosificaciones para ambiente IIIc y Qc
con relación a/c=0,45 deben cumplir los siguientes límites en el ensayo de penetración de
agua: Pmed≤20 mm y Pmax≤30 mm. Este requisito se cumple tanto en los hormigones de control
como en los reciclados H-100% (curva de regresión ajustada) (Gráficas 4.1.4 y 4.1.5).
Los resultados anteriores indican que cumpliendo los requisitos de dosificación tanto los
hormigones reciclados como los de control superarían el ensayo de penetración de agua
exigido por la Instrucción, pudiendo incumplirse de forma ligera por los hormigones reciclados.
Sin embargo como medida conservadora es conveniente ajustar las dosificaciones para los
hormigones reciclados, teniendo en cuenta la separación que existe entre las curvas ajustadas
para el control y el hormigón de sustitución total. Partiendo de estas curvas, y desde un punto
de vista conservador, se obtiene que para garantizar una profundidad media de penetración de
agua de 30 mm ó máxima de 50 mm en el hormigón reciclado se debería disminuir su relación
agua/cemento al menos 0,1 puntos respecto a la de un hormigón convencional (Gráficas 4.1.4
y 4.1.5).
60
y(100%) = 2,5145e5,4705x
R2 = 0,6331
Profundidad máxima
(mm)
50
Límite EHE
resto ambient es
40
30
2,9599x
y(0%)= 6,3799e
R2 = 0,803
20
Límite EHE
ambientes IIIc y Qc
10
0
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
Relación a/c efectiva
H-0%
H-20%
H-50%
0,65
0,70
0,75
H-100%
Gráfica 1.57: Relación entre la profundidad media de penetración de agua y la relación a/c efectiva
52
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
60
Profundidad media
(mm)
50
y(100%) = 0,7639e6,8894x
R2 = 0,5847
40
30
Lí mite EHE
rest o ambientes
20
Límite EHE
ambient es IIIc y Qc
y (0%)= 2,5317e3,5216x
R2 = 0,7542
10
0
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
Relación a/c efectiva
H-0%
H-20%
H-50%
0,65
0,70
0,75
H-100%
Gráfica 1.58: Relación entre la profundidad máxima de penetración de agua y la relación a/c efectiva
1.2.13.2.- Carbonatación
Velocidad de carbonatación (mm/dias 0,5)
En general, para hormigones de la misma resistencia a compresión, la velocidad de
carbonatación del hormigón reciclado se reduce ligeramente en comparación con la obtenida
en el hormigón de control (Gráfica 1.59).
2,0
H-0%
y = 337,31x -1,5763
R2 = 0,7059
1,5
H-20%
1,0
y = 266,47x -1,5634
R2 = 0,861
H-50%
0,5
H-100%
0,0
20
30
40
50
60
Resistencia a compresión (N/mm 2)
Gráfica 1.59: Relación entre la velocidad de carbonatación y la resistencia a compresión
Si bien este efecto podría considerarse como favorable para los hormigones reciclados, hay
que tener en cuenta que la igualdad de resistencia en estos hormigones se consigue utilizando
una menor relación agua/cemento efectiva, especialmente con sustituciones totales de grava,
53
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Velocidad de carbonatación (mm/dias 0,5)
tal como se refleja en la Gráfica 1.60, en la que para una velocidad de carbonatación de valor
1mm/día0,5 exigido en ambiente IIb, el hormigón convencional lo conseguiría con una relación
agua/ cemento ligeramente superior a 0,55 (cumpliría por tanto la dosificación exigida por EHE)
mientras que el hormigón reciclado precisaría una relación agua/ cemento ligeramente inferior
a 0,55 (no cumpliría lo exigido por EHE). Desde un punto de vista conservador, sería
conveniente exigir a los hormigones reciclados dosificaciones algo más estrictas en ambientes
de carbonatación.
2,0
H-0%
1,5
y = 3,9395x 2,1215
R2 = 0,8971
H-20%
1,0
y = 2,6178x 1,7227
R2 = 0,7107
0,5
H-50%
H-100%
0,0
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
agua/ cemento efectiva
Gráfica 1.60: Relación entre la velocidad de carbonatación y agua/cemento efectiva
A partir del estudio sobre carbonatación del hormigón reciclado para evaluar su durabilidad, se
concluye que los hormigones reciclados con más de un 20% de árido reciclado, especialmente
cuando éstos se utilizan saturados, presentan un comportamiento ligeramente más
desfavorable al de los hormigones convencionales de igual dosificación. Por tanto, sería
necesario en este tipo de hormigones utilizar dosificaciones ligeramente más estrictas para los
ambientes IIa y IIb de la Instrucción. En concreto sería conveniente reducir en 0,05 puntos las
relaciones agua/ cemento exigidas por la Instrucción EHE en estos ambientes.
1.2.13.3.- Penetración de cloruros
Los resultados muestran que, para las relaciones agua/cemento ensayadas y las cantidades
absolutas de pasta de estas dosificaciones, la sustitución de hasta 100% del árido grueso
por árido reciclado no aumenta la profundidad de penetración de cloruros en el hormigón
(Gráfica 1.61).
54
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Gráfica 1.61. Penetración de cloruros
1.2.13.4.- Porosidad accesible
Una de las características más importantes del hormigón, en relación a las derivaciones que
implica en su durabilidad, es la porosidad abierta. La red de poros y capilares presentes en
el hormigón supone un mecanismo de transporte para aquellos agentes dañinos externos,
como por ejemplo el CO2 atmosférico en cualquier entorno o el electrolito cloruro en
ambientes marinos, que pueden afectar negativamente al propio hormigón o a los aceros de
armado de los mismos por fenómenos de corrosión.
La representación de la porosidad accesible frente a la resistencia del hormigón
correspondiente (Gráfica 1.62) revela la existencia de una relación de tipo exponencial
decreciente entre las dos propiedades. Así, la diferencia de porosidades: cuanto mayor es la
porosidad, menor la resistencia a compresión. Los resultados permiten asegurar que,
independientemente del grado de incorporación del árido reciclado, los hormigones que a 28
días presentan una porosidad inferior al 10%, alcanzan resistencias a compresión
superiores a los 40 MPa.
55
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
60
0%
20%
50%
100%
Resistencia a compresión [MPa]
55
50
y = 2 2 ,0 7 4 * e ^(-0 ,0 1 6 2 4 1 x)
45
y = 1 2 5 ,5 3 * e ^(-0 ,0 9 8 0 8 4 x)
40
R
y = 9 4 ,7 2 5 * e ^(-0 ,0 6 7 3 7 x)
R
y = 8 5 ,2 5 1 * e ^(-0 ,0 5 6 7 0 4 x)
R
35
25
8
10
12
14
16
18
20
P o ro s id a d a c c e s ib le [% ]
Gráfica 1.62: Porosidad accesible frente a la resistencia a compresión de los hormigones reciclados curados en
cámara de humedad con 28 días de edad
Puede observarse en las gráficas 1.63 y 1.64 correspondientes a 180 y 365 días de ensayo,
cómo a medida que transcurre el tiempo las diferencias entre los hormigones de control y
reciclados se ven reducidas. Las curvas exponenciales que representan la tendencia de
cada uno de los grados de incorporación tienden a aproximarse a la curva del hormigón de
control.
65
75
0%
20%
50%
100%
0%
20%
50%
100%
70
65
55
Resistencia a compresión [MPa]
Resistencia a compresión [MPa]
60
50
45
40
60
55
50
45
35
40
30
8
10
R
y = 1 0 1 ,2 * e ^(-0 ,0 7 4 8 8 2 x)
30
6
R
12
14
16
35
18
6
Porosidad accesible [%]
Gráfica 1.63. Porosidad accesible frente a la
resistencia a compresión de los hormigones
reciclados curados en cámara de humedad con
180 días de edad.
8
10
12
14
16
18
Porosidad accesible [%]
Gráfica 1.64. Porosidad accesible frente a la
resistencia a compresión de los hormigones
reciclados curados en cámara de humedad con
365 días de edad.
56
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Invertimos en su futuro
En concordancia con otros resultados, se observa que las curvas de tendencia confluyen
cuando la relación agua/cemento es pequeña. Así, en términos de durabilidad, esto supone
que la incorporación de árido reciclado penaliza en mayor medida a los hormigones de poca
calidad, efecto que se ve atenuado por la influencia de pastas de cemento más compactas.
De los resultados obtenidos, puede concluirse que en todos los casos la incorporación de
árido reciclado saturado implica un aumento de la porosidad accesible del hormigón. De
acuerdo con la reacción resistencia-porosidad, para una incorporación de un 20% y una
relación agua/cemento del hormigón de control de 0,65, sería necesario disminuir esta
relación en, aproximadamente, 0,05 puntos. Por su parte, si se incorpora un 50% de árido
reciclado, la disminución en la relación agua/cemento, que mantiene la misma porosidad,
debería ser de un 0,1 menor.
1.2.13.5.- Resistencia al ataque por sulfatos
El ataque por sulfatos ensayado comparativamente en hormigones de referencia (H0-0,45 y
H0-055) y hormigones con 20%, 50% y 100% de árido grueso reciclado, demuestra que el
árido reciclado no introduce cambios en el comportamiento del hormigón cuando se utiliza
un cemento resistente a los sulfatos. El árido reciclado no aumenta la sensibilidad del
hormigón respecto al ataque por sulfatos.
1.2.13.6.- Succión Capilar
Los hormigones reciclados presentan una mayor absorción capilar que un hormigón
reciclado con la misma dosificación, según se recoge en la Gráfica 1.65.
En la Gráfica 1.66 se muestran los resultados de coeficiente de absorción capilar en función
de la resistencia a compresión de los hormigones. Se observa que hay una clara relación
entre la resistencia a compresión y el coeficiente de absorción capilar. Ambos factores,
relación a/c y contenido de árido reciclado influyen en la porosidad del hormigón y afectan
directamente a la resistencia a compresión y a la capacidad de absorber agua por
capilaridad.
57
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Invertimos en su futuro
Gráfica 1.65. Comparación de la absorción capilar de agua para hormigones de relación a/c 0,45 y 0,55
Gráfica 1.66: Coeficiente de absorción capilar en función de la resistencia a compresión
1.2.13.7.- Permeabilidad al oxígeno
De entre las metodologías aplicadas a los hormigones reciclados en relación a la
determinación de la durabilidad, la más sensible de todas ellas es la determinación del
coeficiente de permeabilidad al oxígeno. Dada la naturaleza del gas, mucho más fluido que
el agua utilizado en el ensayo de determinación del determinación de la profundidad máxima
de penetración, el oxígeno es capaz de recorrer redes capilares y porosas de tamaños
notablemente menores. Así, la comparativa que pueda establecerse en relación a las
respuestas de los distintos hormigones reciclados será considerablemente más detallada.
58
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Invertimos en su futuro
Tal y como viene comentándose, la alta absorción de los áridos reciclados provoca la
reducción de la relación agua/cemento efectiva de los hormigones con incorporación de
éste. Ello provoca que, también, el coeficiente de permeabilidad a los gases se vea reducido
con el grado de incorporación si ésta se realiza con los áridos secos.
Sin embargo, para hormigones con la misma relación agua/cemento efectiva, se observa un
aumento del coeficiente de permeabilidad al oxígeno proporcional al grado de incorporación
de árido reciclado. Por otra parte, la evolución temporal reduce, en mayor medida, la
permeabilidad de los hormigones de control que los reciclados, acentuándose la diferencia
entre éstos y los hormigones completamente reciclados.
Coeficiente de permeabilidad al oxígeno [m2]
Tipo de hormigón
28 días
180 días
365 días
H-0,55AS-0%
2,96—10-17
1,51—10-17
1,28—10-17
H-0,55AS-20%
3,40—10-17
2,14—10-17
1,71—10-17
H-0,55AS-50%
5,37—10-17
3,20—10-17
3,71—10-17
H-0,55AS-100%
7,75—10-17
6,85—10-17
5,98—10-17
Tabla 1.14: Resultados del ensayo de determinación del coeficiente de permeabilidad al oxígeno para H–0,55AS
(misma relación agua/cemento efectiva)
Coeficiente de permeabilidad al oxígeno [m2]
Tipo de hormigón
28 días
180 días
365 días
H-0,45AS-0%
1,99—10-17
8,93—10-18
6,58—10-18
H-0,45AS-20%
2,49—10-17
1,22—10-17
1,05—10-17
H-0,45AS-50%
3,39—10-17
2,28—10-17
1,89—10-17
H-0,45AS-100%
5,15—10-17
4,17—10-17
3,07—10-17
Tabla 1.15: Resultados del ensayo de determinación del coeficiente de permeabilidad al oxígeno para H–0,45AS
(misma relación agua/cemento efectiva)
Los valores obtenidos sitúan a los hormigones analizados dentro de la catalogación de
permeabilidad media-baja, encontrándose los de mayor relación agua/cemento y menor
edad en el límite preocupante (permeabilidad media), mientras que las mezclas con baja
relación agua-cemento muestran cifras de baja permeabilidad.
59
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Se observa una disminución de la permeabilidad a los gases con el tiempo, especialmente
para los hormigones con menor grado de incorporación. No obstante, a medida que el
hormigón reciclado evoluciona con el tiempo, la tendencia se aproxima en a la que
representa el comportamiento del hormigón de control.
Si se pretende obtener, con una incorporación de un 20%, la misma permeabilidad a los
gases, se deberá reducir la relación agua cemento del hormigón de control en,
aproximadamente 0,025 cuando la relación agua/cemento del hormigón de control sea de
0,65. Si la relación agua/cemento del hormigón de control es menor, la reducción que
mantiene invariante la permeabilidad se ve reducida y si ésta es mayor será necesaria una
reducción de mayor cuantía.
60
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1.2.13.8.- Resistencia a la helada
En la Gráfica 1.67 se observa la variación que se obtiene en la velocidad de
ultrasonidos, a medida que aumenta el número de ciclos de hielo- deshielo para los
diferentes hormigones de relación a/c 0,55.
En este caso, no se observa variación en el hormigón de referencia, mientras que se
ven disminuciones significativas a partir de 80 ciclos en la dosificación al 20 %, de 60
ciclos en la de 50 % y de 40 ciclos en la de 100 %. En ésta última el deterioro a partir
de 100 ciclos ya no permite la medida.
Gráfica 1.67. Caída de la velocidad de ultrasonidos en función del número de ciclos de hielo-deshielo
en los hormigones de relación a/c 0,55.
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VAZQUEZ, E.: “Recycling of Aggregates in Spain”. Internacional Workshop on Recycled
Concrete. JSPS 76 Committee on Construction Materials, 2000, pp. 27-41.
(69)
BRE 392: “Quality Control: The Production of Recycled Aggregates”. British Research
Establishment. Publicado por Construction Research Communications Ltd. 2000.
(70)
FERNÁNDEZ GÓMEZ, J.; GONZÁLEZ ISABEL, G.; HOSTALET ALBA, F.; IZQUIERDO,
J.Mª, DE QUIRÓS, B.; LEY URZAIZ, J.: “Evaluación de la Capacidad Resistente de
Estructuras de Hormigón. Ensayos no Destructivos y Pruebas de Carga”. INTEMAC. Nº
páginas 246, 2001.
(71)
GONZÁLEZ, B.; MARTÍNEZ, F.; MARÍ, A.; VAZQUEZ, C.; HERRADOR, M.F.:
“Investigación sobre Hormigones con Árido Reciclado. Estudios sobre Material y
Propiedades Básicas”. 4º Simposio Internacional de Estructuras, Geotécnica y Materiales
de Construcción. Santa Clara, Cuba. Noviembre de 2000.
(72)
ANGULO, S.C.; FAGUNDES, L.; VANDERLEY, M.J.: “Construction and Demolition Waste,
Its Variability and Recycling in Brazil”.
http://www.reciclagem.pcc.usp.br/ftp/SB_2002_angulo%20et%20al.pdf
67
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
(73)
GOMEZ, J.M.V.: “Deferred Behavioral Verification of Concrete with Aggregate from
Recycled Concrete, Part II) Experimental Study of Creep. Proceedings of the Fifth
International Conference on the Environmental and Technical Implications of Construction
with Alternative Materials, San Sebastian, Spain, 2003. Editado por G.Ortiz de Urbina y
J.J.J.M. Goumans, pp 115-125.
(74)
Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones (IECA). Estudio prenormativo sobre la
utilización de los RCD's en hormigón reciclado de aplicación estructural (Proyecto
RECNHOR) y reciclado de los RCD's como áridos de hormigones estructurales (Proyecto
CLEAM). 2012.
68
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
2.- ÁRIDO RECICLADO MIXTO
2.1.- PROPIEDADES DEL ÁRIDO GRUESO RECICLADO MIXTO
Los áridos reciclados mixtos presentan una gran heterogeneidad en sus propiedades debido
principalmente a la gran variedad de la calidad del material que entra en la línea de reciclaje y al
tipo de procesamiento realizado.
Las propiedades del árido reciclado mixto varían de acuerdo a la composición de los materiales
que lo constituyen, por lo que es necesario hacer una distinción entre los componentes principales
y secundarios.
Los componentes principales del árido reciclado mixto son los siguientes:
Árido natural
Árido de hormigón (mortero o materiales de base de cemento)
Árido cerámico
Estos componentes principales son los que van a determinar las propiedades del árido reciclado.
Los componentes secundarios son componentes no deseables en el árido reciclado mixto, y
suelen ser los siguientes:
Materiales bituminosos (asfalto, etc)
Yeso
Vidrio
Terrones de arcilla
Otros: papel, madera, plásticos, caucho, metales etc
Estos componentes secundarios no van a influir demasiado en las propiedades del árido reciclado,
pero sí tendrán una influencia negativa importante en las propiedades del hormigón reciclado.
Figura 2.1: Cerámicos (MB)
Figura 2.2: Base cemento(MC)
69
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Figura 2.3: Áridos no ligados (MU)
Figura 2.4: Yeso (MX3)
Figura 2.5: Terrones de arcilla (MX1)
Figura 2.6: Asfalto (MA)
Figura 2.7: Vidrio (MX2)
Figura 2.8: Papel, madera, plásticos etc
2.1.1.- Densidad
La densidad del árido reciclado mixto es inferior a la de un árido reciclado de hormigón, y por
supuesto es también inferior a la de un árido natural. La densidad de partícula tras secado en
estufa suele variar entre 1,6 y 2,5 kg/dm3 mientras que la densidad de partícula saturada con
superficie seca suele estar comprendida entre 1,9 y 2,6 kg/dm3 (Gráfica 2.1). Se ha obtenido una
muy buena relación entre las densidades de partículas tras secado en estufa y saturada en
superficie seca (R2=0,89) (Gráfica 2.1).
70
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Densidad de partículas saturada con
superficie seca (kg/dm 3)
2,7
2,6
2,5
y = 0,6631x + 0,8777
R2 = 0,8885
2,4
2,3
2,2
2,1
2
1,9
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
Densidad de partículas tras secado en estufa (kg/dm 3)
Bibliografia
Lineal (Bibliografia)
Gráfica 2.1: Relación entre la densidad de partículas saturada con superficie seca y la densidad de partículas tras
secado en estufa (2 a 19) – [61 datos]
Las diferentes normativas internacionales establecen límites a la densidad seca de los áridos
reciclados. Por ejemplo, la norma alemana exige que la densidad de los áridos reciclados supere
los 1800 y 2000 kg/m3 para áridos reciclados cerámicos y mixtos respectivamente. Por su parte la
norma belga fija este límite en 1600 kg/m3 y la Rilem en 1500 kg/m3.
Las densidades de la mayoría de los áridos reciclados analizados sobrepasan ligeramente el valor
más exigente de esas tres normas.
2.1.2.- Absorción
La absorción es una de las propiedades físicas del árido reciclado mixto que presenta una mayor
diferencia con respecto al árido natural. Varía en un amplio rango según los estudios bibliográficos
consultados: los valores más habituales suelen variar entre el 2% y el 20% (Gráfica 2.2). La
absorción del árido reciclado mixto llega a alcanzar en el árido fino valores hasta del 30%. Su
absorción supera en la gran mayoría de los casos el límite del 5% establecido por la Instrucción
EHE-08 para árido natural.
La elevada absorción del árido reciclado mixto es uno de los aspectos más decisivos a tener en
cuenta para la fabricación del hormigón reciclado, ya que los áridos absorberán parte del agua de
amasado, pudiendo provocar un aumento de consistencia.
Varias normas internacionales establecen límites a la absorción de los áridos reciclados
mayoritariamente cerámicos, aunque no hay consenso entre ellas. Por ejemplo la Rilem y la
norma alemana exigen que la absorción sea inferior al 20%. Por su parte, la normativa belga
establece el límite de absorción en 18%. Se exige a los áridos reciclados mixtos (mezcla de árido
cerámico y árido de hormigón), unos límites inferiores, entre un 7% (Portugal) y un 15%
(Alemania) (Tablas 2.1 y 2.2).
Si comparamos estos valores con los recopilados en la Gráfica 2.2, observamos que la mayor
parte de los áridos reciclados mixtos estudiados cumplen los requisitos menos exigentes de la
71
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
norma belga. Sin embargo, aproximadamente la mitad de las muestras de árido reciclado mixto
superan el límite más exigente del 12% de la norma brasileña, y pocos son los que cumplen el
límite del 7% de la norma portuguesa, aunque hay que considerar que este límite se establece a
los áridos reciclados mixtos.
Al relacionar la absorción con las densidades, se ha obtenido mayor dispersión, pero las
correlaciones siguen siendo buenas de acuerdo al número de datos considerados, con
coeficientes R2=0,74 y R2=0,66 (Gráficas 2.2 y 2.3).
30
25
Absorción (%)
20
15
10
5
0
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
2,3
2,4
Densidad de partículas tras secado en estufa (kg/dm 3)
Árido mixto
2,5
2,6
2,7
Árido de hormigón
Gráfica 2.2: Relación entre la absorción y la densidad de partículas tras secado en estufa (2 a 22) – [77 datos]
30
25
Absorción (%)
20
15
10
5
0
1,8
1,9
2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
Densidad de partículas saturada con superficie seca (kg/dm 3)
Árido mixto
Árido de hormigón
Gráfica 2.3: Relación entre la absorción y la densidad de partículas saturada
con superficie seca (1 a 9)(11)(14 a 16)(18-19)(24 a 30) – [92 datos]
72
2,7
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
La absorción y densidad de los áridos reciclados dependen principalmente del contenido de
materiales cerámicos (Gráficas 2.4 y 2.5) (R2=0,52). Se aprecian grandes variaciones de
resultados para contenidos de materiales cerámicos del 100%, con valores de absorción y
densidad de partículas saturada con superficie seca comprendidos entre 5-30% y 1,8-2,4 kg/dm3
respectivamente, siendo los valores medios del 14,5% y 2,05 kg/dm3.
30
Absorción (%)
25
y = 0,0925x + 5,4713
R2 = 0,5233
20
15
10
5
0
0
20
40
60
Material cerám ico (%)
Bibliografía AR mixto
Bibliografía AR hormigón
80
100
Lineal (TODOS)
Gráfica 2.4: Relación entre la absorción de los áridos reciclados mixtos y la proporción de
cerámicos en el árido (2-3)(9)(11) (13 a 15)(18 a 21)(24 a 29)(31 a 36) – [118 datos]
Densidad de partículas saturada con
superficie seca (kg/dm 3)
2,6
2,5
y = -0,0031x + 2,393
R2 = 0,5219
2,4
2,3
2,2
2,1
2
1,9
1,8
0
20
Bibliografía AR mixto
40
60
Material cerám ico (%)
80
100
Bibliografía AR hormigón
Lineal (TODOS)
Gráfica 2.5: Relación entre la densidad de partículas saturada con superficie seca
de los áridos reciclados mixtos y la proporción de cerámicos
en el árido (2)(9)(11)(14-15)(18)(24 a 29)(31)(33) – [85 datos]
73
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
2.1.3.- Coeficiente de Los Ángeles
El coeficiente de Los Ángeles es superior al del árido natural y suele variar entre el 20% y el 50%
(Gráfica 2.6). Se han encontrado valores incluso más altos (hasta un 53%) cuando el árido
reciclado presenta elevados contenidos de mortero. El desgaste de Los Ángeles del árido
reciclado mixto suele cumplir el límite fijado en la Instrucción EHE para hormigones de resistencia
inferior a 30 N/mm2 (<50%). En general, cuanto mayor es el contenido de material cerámico,
menor es el coeficiente de Los Ángeles (Gráfica 2.6), debido a la elevada dureza de este tipo de
material.
Coeficiente Los Ángeles (%)
60
50
y = -0,087x + 39,115
R2 = 0,2361
40
30
20
0
20
40
60
Material cerám ico (%)
Bibliografía AR mixto
LA50
80
100
Bibliografía AR hormigón
Lineal (TODOS)
Gráfica 2.6: Relación entre el coeficiente de Los Ángeles y la proporción de material cerámico en los áridos reciclados
mixtos (2)(9)(13 a 15)(19 a 21)(23)(26)(29-30)(34 a 36)(38-39) – [86 datos]
2.1.4.- Índice de lajas
El índice de lajas suele variar entre el 7% y el 40%, cumpliendo en la gran mayoría de los casos el
límite del 35% (Fl35) de la Instrucción EHE. A mayor cantidad de material cerámico, más lajoso es
el árido reciclado mixto (Gráfica 2.7). Esto se debe a la elevada dureza de los materiales
cerámicos que produce tras la trituración unas partículas más angulosas.
74
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
40
35
Índice de lajas (%)
30
25
y = 0,3269x + 9,1784
R2 = 0,5797
20
15
10
5
0
0
20
Bibliografía
40
60
Material cerám ico (%)
Fl35
80
100
Lineal (Bibliografía)
Gráfica 2.7: Índice de lajas de los áridos reciclados mixtos o cerámicos en función de la proporción de materiales
cerámicos (2)(20-21)(34-35)(40) – [36 datos]
2.1.5.- Contenido de sulfatos
El contenido de sulfatos puede ser muy variable en los áridos reciclados mixtos, dependiendo de
las características del material de origen, del procesamiento realizado en la planta de reciclaje y
de la presencia de contaminantes como el yeso cuando el material procede de edificación.
El contenido de compuestos totales de azufre (S) del árido reciclado, que puede ser debido a la
presencia de yeso y en menor medida al mortero o impurezas que presenta el árido reciclado, no
debería exceder de 1% en peso del árido seco, de acuerdo a las especificaciones actuales para
los áridos. Asimismo, el contenido de sulfatos solubles en ácido (SO3=) de los áridos utilizados en
hormigón debe ser inferior a 0,8% según la Instrucción EHE-08 (41).
Un estudio realizado en nuestro país (2), en el que se analizaron un total de 35 muestras de árido
reciclado obtenidas de 13 plantas de reciclado diferentes, obtuvo que el contenido de compuestos
totales de azufre (expresados en S) suele estar comprendido entre 0,2 y 1,7%, y el contenido de
sulfatos solubles en ácido (expresados en SO3) varía entre 0,2% y 4,4%. En otros dos estudios
nacionales (21)(35), se obtuvieron valores muy elevados de compuestos totales de azufre y sulfatos
solubles en ácido (hasta el 6% y el 7% respectivamente).
En las gráficas 2.8 se puede observar la relación entre los sulfatos solubles en ácido y los
compuestos totales de azufre.
75
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Sulfatos solubles en ácido (SO3)(%)
6
5
4
3
2
1
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Compuestos totales de azufre (S) (%)
ARM
SO3<0,8%
Gráfica 2.8: Relación entre los sulfatos solubles en ácido y los compuestos totales de azufre
De acuerdo a esos resultados, se puede decir que los áridos reciclados mixtos presentan altos
porcentajes de sulfatos, en muchas ocasiones por encima de los límites establecidos por la
Instrucción EHE-08. La mayoría de las normativas internacionales (Reino Unido, Holanda, Brasil y
Bélgica) son más permisivas, fijando este límite en un 1%. Aún más permisivas son las
recomendaciones de la Rilem, estableciendo un contenido límite del 1% de sulfatos, esta vez
solubles en agua. El borrador de norma europea CEN/TC 104/SC, cuya aprobación es prevista
para 2013, especifica un límite más realista del contenido de sulfatos solubles en agua del 0,7%
(Tabla 2.1).
2.1.6.- Contenido de impurezas
Los áridos reciclados pueden contener altos porcentajes de impurezas como vidrio, metales,
madera, yeso, tierras etc. Estas impurezas pueden influir negativamente en las propiedades del
hormigón reciclado. Las normativas internacionales suelen limitar entre 0,5-3% su contenido en
los áridos reciclados mixtos y entre 1-5% en los áridos reciclados cerámicos (contenido de
metales, vidrio, materiales blandos y betún).
Adicionalmente, la mayoría de las normativas limitan al 1% el contenido de partículas ligeras
(Tablas 2.1 y 2.2).
2.1.7.- Reacción álcali-sílice
Algunas recomendaciones internacionales(42) clasifican los áridos reciclados de hormigón y mixtos
como “altamente reactivos”, por su contribución en el aporte de álcalis, aunque la norma añade
que el riesgo de expansión disminuye debido a la porosidad del árido reciclado.
76
Unión Europea
FEDER
--
Invertimos en su futuro
(a) En
Holanda, el árido reciclado mixto se puede utilizar en sustitución del árido natural inferior al 20%
En el borrador de norma CEN/TC 104/SC 1, el árido reciclado mixto se puede utilizar en sustitución del árido natural inferior al
50%
(c)Contenido de sulfatos solubles en agua
(b)
Tabla 2.1: Especificaciones internacionales para el árido reciclado mixto (43 a 48)
77
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
(a) En
Holanda, el árido reciclado mixto se puede utilizar en sustitución del árido natural inferior al 20%
En el borrador de norma CEN/TC 104/SC 1, el árido reciclado mixto se puede utilizar en sustitución del árido natural inferior al
50%
(c)Contenido de sulfatos solubles en agua
(b)
Tabla 2.2: Especificaciones internacionales para el árido reciclado cerámico(43 a 46)(49-50)
78
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
2.1.8.- Influencia del tamaño máximo del árido
La fracción fina suele presentar una peor calidad que la fracción gruesa del árido reciclado en las
distintas propiedades analizadas. Entre otros, los áridos reciclados finos reflejan una absorción
mayor y un elevado contenido de impurezas. Es por ello que en la mayoría de las normativas
consultadas se suele permitir únicamente la utilización del árido reciclado en fracción gruesa.
2.2.- PROPIEDADES DEL HORMIGÓN RECICLADO FABRICADO CON ÁRIDO GRUESO
MIXTO
La utilización del árido reciclado influye negativamente en la mayoría de las propiedades del
hormigón endurecido, siendo su influencia aún más acentuada en hormigones de clase resistente
elevada.
En las propiedades del hormigón reciclado influyen los siguientes parámetros:
o Contenido de árido reciclado
o Tipo y calidad del árido reciclado (cerámico o mixto)
o Fracción granulométrica sustituida (arena, grava o ambos)
En términos generales, el árido reciclado empeora las propiedades del hormigón, por lo que se ha
evaluado la influencia de la utilización de un 50% y 100% de árido reciclado mixto sobre la calidad
del hormigón. Las propiedades estudiadas han sido: consistencia, resistencia a compresión,
resistencia a tracción indirecta, resistencia a flexión, módulo de elasticidad, retracción y fluencia,
expansión y durabilidad.
2.2.1.- Dosificación del hormigón reciclado
Se aconseja aumentar el contenido de cemento en el hormigón reciclado respecto al hormigón
convencional para obtener la clase de resistencia deseada. Para hormigones porosos con
materiales cerámicos triturados, el contenido de cemento puede variar entre 130 y 170 kg/m3,
aunque se recomienda aumentar estos valores hasta 200-230 kg/m3.
El hormigón reciclado puede presentar una peor trabajabilidad debido a la mayor absorción del
árido reciclado: al absorber una gran cantidad de agua durante el amasado, los áridos hacen
aumentar considerablemente la consistencia del hormigón fresco. Por esta razón, es
recomendable corregir el contenido de agua de amasado, bien presaturando los áridos reciclados
o bien añadiendo un contenido de agua adicional. El método de presaturación influye tanto en la
consistencia como en las propiedades mecánicas y de durabilidad de los hormigones, obteniendo
buenos resultados si se realiza adecuadamente la presaturación. Sin embargo, los resultados
pueden empeorar si la presaturación no se completa de forma satisfactoria. En general, utilizando
el árido reciclado en estado seco o semi-saturado con humedad y realizando un ajuste correcto
del agua a añadir, se obtiene una consistencia del hormigón fresco y una resistencia a compresión
del hormigón endurecido adecuadas.
Las propiedades de los hormigones dependerán fundamentalmente de si se comparan
hormigones con la misma dosificación (misma relación agua/cemento total) o con la misma
relación agua/cemento efectiva.
79
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
La verdadera influencia de la utilización de áridos reciclados en hormigón se observa cuando
comparamos hormigones con la misma relación agua/cemento efectiva. Esto se puede conseguir
de dos formas: saturando los áridos reciclados, hasta un estado próximo a la saturación con
superficie seca o bien añadiendo más agua de amasado, cuantificada como la cantidad de agua
que absorberán los áridos durante el amasado.
Si se utilizan los áridos secos o húmedos, se debe cuantificar el agua que absorberán los áridos
durante el amasado.
En el caso de los hormigones convencionales se puede suponer que los áridos naturales
absorben durante el amasado aproximadamente el 80% de su capacidad de absorción.
En el caso de los hormigones reciclados, se puede suponer que el árido reciclado en
estado seco absorbe durante el amasado aproximadamente el 65% de su capacidad de
absorción, menor que en el caso del árido natural, ya que debido a su elevada absorción
no da tiempo a alcanzar valores mayores.
Si se utilizan los áridos reciclados presaturados, se debería asegurar un acondicionamiento
adecuado de los mismos, recomendándose que se presaturen hasta aproximadamente un 50% de
su capacidad de absorción. Además de presentar una difícil reproducibilidad, cuando se acanazan
humedades muy elevadas, con este método se puede producir una pérdida de agua absorbida
que sería aportada a la masa de hormigón, aumentando de esta forma la relación agua/cemento
de la mezcla. Se podrían alcanzar valores mayores de humedad (superior al 65% de la capacidad
de absorción) si se realizara una presaturación prolongada con un tiempo de reposo adecuado y
una homogeneización de la muestra.
2.2.2.- Propiedades del hormigón en estado fresco. Consistencia
Se pueden obtener hormigones con árido reciclado mixto con consistencia variable, pero debido a
su mayor absorción y en menor medida a la textura rugosa de la superficie del ladrillo triturado, se
suelen obtener hormigones menos trabajables que un hormigón convencional, obteniéndose
generalmente una consistencia entre seca y plástica.
Sin embargo, al corregir el contenido de agua de amasado, bien presaturando adecuadamente los
áridos reciclados o bien añadiendo un contenido de agua adicional, tal y como se ha comentado
en el apartado anterior, se puede obtener una consistencia adecuada en un hormigón reciclado.
2.2.2.1.- Hormigones con la misma dosificación (misma relación agua/cemento total):
Existe una buena relación entre la consistencia y el contenido de agua total del hormigón
convencional (Gráfica 2.9).
80
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Asiento del cono de Abrams (cm)
14
y(HC0%) = 0,2661x - 50,968
R2 = 0,9758
12
10
8
y(HC2%) = 0,1499x - 22,034
R2 = 0,9713
6
4
y(HC1%) = 0,313x - 54,253
R2 = 0,913
2
0
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
Contenido de agua total (kg/m 3)
HC 2%
HC 1%
HC 0%
Gráfica 2.9: Cono de Abrams en función del contenido de agua total
del hormigón convencional HC – [HC2% 7 datos – HC1% 7 datos – HC0% 3 datos]
Para obtener una consistencia blanda, el contenido mínimo de agua total debería situarse próximo
a los 210 kg/m3 cuando no se utiliza aditivo plastificante, o por encima de 180 kg/m3 cuando se
emplea hasta un 2% de aditivo.
Para contenidos de agua inferiores a 160 kg/m3, la consistencia del hormigón suele ser seca,
incluso utilizando el máximo contenido de aditivo.
Los valores obtenidos del contenido de agua total en relación a la consistencia encajan con los
valores estimados en el método de dosificación de La Peña.
En el caso de los hormigones reciclados HR, el contenido de agua total no determina
correctamente la consistencia del hormigón, obteniendo una gran dispersión de resultados
(Gráfica 2.10).
81
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Asiento del cono de Abrams (cm)
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
200
210
220
230
240
250
260
270
280
Contenido de agua total (kg/m 3)
HR2%
HR1%
HR0%
Gráfica 2.10: Cono de Abrams en función del contenido de agua total de los hormigones reciclados
HRV – [HR2% 14 datos – HR1% 12 datos]
HRS y
2.2.2.2.- Hormigones con la misma relación agua/cemento efectiva.
El contenido de agua efectiva es adecuado para evaluar la consistencia del hormigón,
independientemente del tipo de hormigón que se considere (convencional HC y reciclado
HRS50%, HRS100%, HRV) (Gráficas 2.11 y 2.12 para hormigones con un 1% y 2% de aditivo
respectivamente).
Asiento del cono de Abrams (cm)
16
14
y(TODOS) = 0,147x - 19,724
R2 = 0,784
12
10
8
6
4
2
0
150
160
170
180
190
200
210
220
230
Contenido de agua efectiva (kg/m 3)
HC
HR100%
HR50%
Lineal (TODOS)
Gráfica 2.11: Cono de Abrams en función del contenido de agua efectiva de los distintos hormigones con un contenido
de aditivo del 1% [HC1% 7 datos – HRS1% 5 datos – HRV1% 7 datos]
82
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Asiento del cono de Abrams (cm)
18
16
14
y(TODOS) = 0,1848x - 24,119
R2 = 0,7902
12
10
8
6
4
2
0
120
130
140
HC
150
160
170
Contenido de agua efectiva (kg/m 3)
HR100%
180
190
200
HR50%
Gráfica 2.12: Cono de Abrams en función del contenido de agua efectiva de los distintos hormigones con un contenido
de aditivo del 2% [HC2% 7 datos – HRS2% 9 datos – HRV2% 5 datos]
Para obtener una consistencia blanda, el contenido mínimo de agua efectiva debería situarse
próximo a los 167 kg/m3 cuando se utiliza aditivo un 1% de aditivo plastificante y hasta 157 kg/m3
cuando se emplea hasta un 2% de aditivo. Para contenidos de agua inferiores a 140 kg/m3, la
consistencia del hormigón suele ser seca, incluso utilizando el máximo contenido de aditivo.
2.2.3.- Resistencia a compresión
La resistencia a compresión de los hormigones reciclados es inferior a la del hormigón
convencional debido a la peor calidad del árido reciclado (reducida densidad, elevado coeficiente
de Los Ángeles, etc).
En la bibliografía consultada, la resistencia a compresión del hormigón reciclado suele variar entre
10 y 40 N/mm2 (Gráfica 2.13). Para porcentajes de sustitución de árido grueso reciclado inferiores
al 20% se suelen obtener descensos de la resistencia a compresión de hasta un 20%. Sin
embargo se han obtenido resultados puntuales más favorables con proporciones limitadas de
cerámicos en el árido reciclado, observándose aumentos en la resistencia a compresión de los
hormigones reciclados. Para un porcentaje de sustitución del 50% se obtienen valores dispersos,
encontrando incrementos limitados hasta un 5% como descensos acentuados de hasta un 30%.
Para tasas de sustitución más altas, la disminución de la resistencia a compresión se suele situar
hasta en el 50% (Gráfica 2.13).
La resistencia a compresión del hormigón fabricado con árido reciclado en la fracción fina
evidencia mayores pérdidas, situándose el valor medio del descenso en un 20% y un 39% para
hormigones reciclados incorporando un 50% y un 100% de árido reciclado respectivamente
(Gráfica 2.13).
83
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Reducción de la resistencia a compresión
del hormigón reciclado (%)
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-10
Porcentaje de árido reciclado (%)
TODOS ARg
TODOS ARf
Gráfica 2.13: Resistencia a compresión relativa en función del porcentaje de árido reciclado (3 a 5)(10)(13 a 15)(18-19)(20)(23)(2526)(34-35)(51 a 54) [ARg 154 datos – ARf 36 datos]
La resistencia a compresión de los hormigones reciclados con un 50% y 100% de árido reciclado
mixto disminuye en término medio un 9% y 25% respectivamente (Gráficas 2.14 y 2.15).
Resistencia a compresión del hormigón
reciclado (N/mm 2)
70
65
60
55
50
45
40
35
30
y = 0,9094x
R2 = 0,9419
25
20
15
10
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Resistencia a com presión del horm igón de control (N/m m 2)
TODOS ARg
Lineal (TODOS ARg)
Gráfica 2.14: Relación entre la resistencia a compresión del hormigón de control y el hormigón reciclado con sustitución
de árido natural por árido reciclado cerámico ≤50% (3 a 5)(13 a 15)(19-20)(25-26)(34-35)(51)) - [102 datos]
84
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
60
55
Resistencia a compresión del
hormigón reciclado (N/mm 2)
50
45
40
35
30
y = 0,7515x
R2 = 0,8292
25
20
15
10
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
2
Resistencia a com presión del horm igón de control (N/m m )
TODOS ARg
Lineal (TODOS ARg)
Gráfica 2.15: Relación entre la resistencia a compresión del hormigón de control y el hormigón reciclado con sustitución
de árido natural por árido reciclado cerámico >50% (4)()(14-15)(19-20)(23)(25-26)(34-35)(51) - [52 datos]
En el análisis que se realiza a continuación se han evaluado las propiedades de los hormigones
de dos categorías resistentes: fck de 15 N/mm2 y fck de 25 N/mm2, categorías resistentes mínimas
para hormigón no estructural y hormigón estructural respectivamente según la Instrucción EHE-08.
Se ha incluido, además, la categoría resistente fck 8 N/mm2, valor mínimo exigido por diferente
normativa internacional para hormigones no estructurales.
En todos los casos, se ha estimado la resistencia media a compresión como fcm=fck+8 N/mm2.
Hormigones con la misma dosificación (misma relación agua/cemento total). Debido a la
mayor absorción que presentan los áridos reciclados (próximas en muchos casos al 10%), los
hormigones convencionales y reciclados con la misma dosificación (misma relación agua/cemento
total) presentarán unas características mecánicas similares o incluso mejores en el caso del
hormigón reciclado (Gráfica 2.16), ya que durante el amasado, los áridos reciclados absorben una
cantidad importante de agua, produciendo un descenso de la relación agua/cemento efectiva. Sin
embargo, los hormigones reciclados presentarán una mayor consistencia.
85
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia a compresión (N/mm
2
)
42
40
y(HC) = 21,928x -2,2572
R2 = 0,9478
38
36
34
32
30
28
y(HRS50%) = 25,044x -2,0451
R2 = 0,9799
26
24
22
20
y(HRS100%) = 24,271x -1,9561
R2 = 0,6083
18
16
14
12
10
0,7
0,8
0,9
1,0
HC
1,1
1,2
a/c total
1,3
1,4
HRS100%
1,5
1,6
HRS50%
Gráfica 2.16: Resistencia a compresión en función de la relación agua/cemento total – [HRS50% 4 datos]
Hormigones con la misma relación agua/cemento efectiva. En el caso de considerar la
relación agua/cemento efectiva (Gráfica 2.17), se puede sustituir hasta un 50% de árido natural
por árido reciclado mixto en el hormigón sin que provoque descensos importantes de la resistencia
a compresión, pudiendo incluso obtener valores comparables a los de un hormigón convencional
para relaciones agua/cemento más elevadas. La sustitución de un 100% de árido reciclado
provoca descensos más importantes, mayores cuanto mayor es la resistencia del hormigón
considerado.
Resistencia a compresión (N/mm
2
)
42
40
38
36
34
32
30
28
y(HC) = 17,036x -2,0051
R2 = 0,9644
26
24
22
20
18
16
y(HRS50%) = 16,402x -1,676
R2 = 0,9769
y(HRS100%) = 14,049x -1,8624
R2 = 0,7899
14
12
10
0,6
0,7
HC
0,8
0,9
1,0
a/c efectiva
HRS100%
1,1
1,2
1,3
HRS50%
Gráfica 2.17: Resistencia a compresión en función de la relación agua/cemento efectiva – [HRS50% 4 datos]
En general, se obtiene una mayor dispersión entre la resistencia a compresión y la relación
agua/cemento efectiva del hormigón reciclado HRS100% (R2=0,79) (Gráfica 2.17) pero el
coeficiente de correlación valida la correcta estimación de la relación agua/cemento efectiva.
86
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
En el caso de hormigones no estructurales, para obtener una resistencia fck de 8 ó 15 N/mm2
(fcm=16 y 23 N/mm2), la relación agua/cemento efectiva mínima se sitúa en 0,93 y 0,77
respectivamente, mientras que para alcanzar una resistencia fck de 25 N/mm2 (fcm=23 N/mm2),
mínima fijada para hormigones estructurales, la relación agua/cemento efectiva mínima se situaría
en 0,63.
Si comparamos el comportamiento de los hormigón convencionales y de los hormigones
reciclados con la misma resistencia a compresión, es necesario disminuir la relación
agua/cemento efectiva en aproximadamente 0,10 en el hormigón reciclado.
En términos de descensos de resistencia, la disminución para una relación agua/cemento efectiva
de 0,75 y 1,15 (rango total estudiado) es del 21% y 16% en el hormigón reciclado
respectivamente, según las regresiones obtenidas. En este caso, la influencia en la resistencia es
escasa.
La Tabla 2.3 recoge los criterios mínimos de dosificación de los hormigones reciclados con un
100% de árido reciclado, para obtener una consistencia blanda en las distintas categorías
resistentes consideradas.
(*)
Categoría de
resistencia
fcm
(N/mm2)
fck=8 N/mm2
16
fck=15 N/mm2
23
fck=25 N/mm2
33
a/c
efectiva
Aditivo
1%
2%
1%
2%
1%
2%
0,93
0,77
0,63
Contenido
mínimo de
agua
efectiva
(kg/m3)(*)
168
157
168
157
168
157
Contenido
mínimo de
cemento
(kg/m3)
181
169
218
204
266
250
Datos procedentes de las gráficas 2.11 y 2.12.
Tabla 2.3: Contenido mínimo de cemento y agua efectiva para obtener las dos categorías de resistencia de hormigones
reciclados no estructurales HR100%
Para una resistencia fck de 8 N/mm2 (fcm=16 N/mm2) es necesario incrementar el contenido de
cemento del hormigón reciclado HRS100% en un 10,6%, respecto al mismo contenido del
hormigón convencional (Gráfica 2.18). En esta categoría y para obtener una consistencia blanda,
es necesario utilizar entre 169 y 181 kg/m3 de cemento aproximadamente (Tabla 2.3).
Para una resistencia fck de 15 N/mm2 (fcm=23 N/mm2) es necesario incrementar el contenido de
cemento del hormigón reciclado HRS100% en un 12%, respecto al mismo contenido del hormigón
convencional (Gráfica 2.18). En esta categoría y para obtener una consistencia blanda, es
necesario utilizar entre 204 y 218 kg/m3 de cemento (Tabla 2.3).
Para hormigones estructurales, con una resistencia fck de 25 N/mm2 (fcm=33 N/mm2) es necesario
incrementar el contenido de cemento del hormigón reciclado HRS100% en aproximadamente un
14%, respecto al mismo contenido del hormigón convencional (Gráfica 2.18). En esta categoría y
para obtener una consistencia blanda, es necesario utilizar entre 250 y 266 kg/m3 de cemento
(Tabla 2.3).
87
Unión Europea
FEDER
Incremento del contenido de cemento con respecto
al hormigón convencional HC (%)
Invertimos en su futuro
16
15
14
13
12
11
10
9
8
10
15
20
25
30
35
Resistencia a compresión hormigón reciclado HRS fcm (N/mm2)
Gráfica 2.18: Incremento del contenido de cemento con respecto al contenido de cemento del hormigón convencional
HC para obtener la misma resistencia a compresión en el hormigón reciclado HRS100%
Existe también una buena relación entre la resistencia a compresión y la relación agua/cemento
efectiva del hormigón reciclado HRS50% (R2=0,98) (Gráfica 2.17).
Para obtener una resistencia fck de 8 ó 15 N/mm2 (fcm=16 y 23 N/mm2), la relación agua/cemento
efectiva mínima se sitúa en 1,01 y 0,82 respectivamente, mientras que para alcanzar una
resistencia fck de 25 N/mm2 (fcm=23 N/mm2), la relación agua/cemento efectiva mínima se situaría
en 0,66.
Si comparamos el comportamiento de los hormigón convencionales y de los hormigones
reciclados HRS50% con la misma resistencia a compresión, para obtener una resistencia fck de 8
N/mm2 a 55 N/mm2 (fcm=16 N/mm2 y 33 N/mm2), es necesario disminuir la relación agua/cemento
efectiva en aproximadamente 0,02-0,06 puntos.
En términos de descensos de resistencia, la disminución para una relación agua/cemento efectiva
de 0,70 y 1,05 (rango total estudiado para el hormigón HRS50%) es del 15% y 3% en el hormigón
reciclado respectivamente, según las regresiones obtenidas (Gráfica 2.17).
Se observa que la diferencia entre los hormigones convencionales y reciclados HRS50% es
prácticamente inexistente para relaciones agua/cemento superiores a 1 (Gráfica 2.17).
La Tabla 2.4 recoge los criterios mínimos de dosificación de los hormigones reciclados con un
50% de árido reciclado, para obtener una consistencia blanda en las distintas categorías
resistentes consideradas.
88
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Categoría de
resistencia
fcm
(N/mm2)
fck=8 N/mm2
16
fck=15 N/mm2
23
fck=25 N/mm2
33
Contenido
mínimo de
agua
efectiva
(kg/m3)(*)
168
157
168
157
168
157
a/c
efectiva
Aditivo
1%
2%
1%
2%
1%
2%
1,01
0,82
0,66
Contenido
mínimo de
cemento
(kg/m3)
166
155
205
191
255
239
Tabla 2.4: Contenido mínimo de cemento y agua efectiva para obtener las dos categorías de resistencia de hormigones
reciclados HR50% no estructurales
Para una resistencia fck de 8 N/mm2 (fcm=16 N/mm2) es necesario incrementar el contenido de
cemento en un 1,7% del hormigón reciclado HRS50%, respecto al mismo contenido del hormigón
convencional (Gráfica 2.19). En esta categoría y para obtener una consistencia blanda, es
necesario utilizar entre 155 y 166 kg/m3 de cemento (Tabla 2.4).
Para una resistencia fck de 15 N/mm2 (fcm=23 N/mm2) es necesario incrementar el contenido de
cemento del hormigón reciclado HRS50% en un 5,2%, respecto al mismo contenido del hormigón
convencional (Gráfica 2.19). En esta categoría y para obtener una consistencia blanda, es
necesario utilizar entre 191 y 205 kg/m3 de cemento (Tabla 2.4).
Para hormigones estructurales, con una resistencia fck de 25 N/mm2 (fcm=33 N/mm2) es necesario
incrementar el contenido de cemento del hormigón reciclado HRS50% en aproximadamente un
9%, respecto al mismo contenido del hormigón convencional (Gráfica 2.19). En esta categoría y
para obtener una consistencia blanda, es necesario utilizar entre 239 y 255 kg/m3 de cemento
(Tabla 2.4).
Incremento del contenido de cemento con respecto al
hormigón convencional HC (%)
14
12
10
8
6
4
2
0
10
15
20
25
30
35
Resistencia a compresión hormigón reciclado HRS50% fcm (N/mm2)
Gráfica 2.19: Incremento del contenido de cemento con respecto al contenido de cemento del hormigón convencional
HC para obtener la misma resistencia a compresión en el hormigón reciclado HRS50%
89
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Para la dosificación de los hormigones reciclados se podrían utilizar los diferentes métodos de
dosificación actuales que relacionan la resistencia a compresión con la relación agua/cemento,
siempre que se apliquen los coeficientes de corrección adecuados, que dependerá del porcentaje
de árido reciclado utilizado.
A continuación se representa el valor del factor de corrección r a la formulación del método de la
Peña (correspondiendo este parámetro al ratio fcm HR/fcm HC), en función de la resistencia media
del hormigón reciclado HR. La fórmula de la Peña para este tipo de hormigón es la siguiente:
c/a=
k
⋅ fcm .hr + 0 ,5
r
siendo K el parámetro del árido convencional.
El factor de corrección r varía entre 0,90 y 0,97 para el caso del hormigón con un 50% de árido
reciclado y entre 0,79 y 0,82 para hormigones con un 100% de árido reciclado.
Factor de corrección r (fcmHR/fcmHC) a aplicar a la
formulación de la Peña
1,1
1
0,9
0,8
0,7
10
15
20
Resistencia a compresión hormigón reciclado HR fcm
25
30
(N/mm2)
Gráfica 2.20. Coeficientes de corrección r de la formulación de la Peña en función de la resistencia a compresión del
hormigón reciclado
2.2.3.1.- Evolución de la resistencia a compresión
Los hormigones reciclados ganan más en resistencia que los hormigones convencionales HC
entre 7 y 28 días. Se han obtenido las siguientes regresiones:
-fcm7d HC=0,84.fcm28d HC (Gráfica 2.21).
-fcm7d HRS=0,73.fcm28d HR (Gráfica 2.21).
90
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia a compresión 7 días (N/mm
2
)
90
80
70
60
50
y(experimental) = 0,8459x
R2 = 0,9693
40
y(bibliografía) = 0,8191x
R2 = 0,9662
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
Resistencia a com presión 28 días (N/m m 2)
HC experimental
80
90
HC bibliografía
Gráfica 2.21: Relación entre la resistencia a compresión a 7 días y a 28 días de los hormigones de control –
[Experimental HC 7 datos – Bibliografía 14 datos(55)]
Resistencia a compresión 7 días (N/mm
2
)
50
40
y(bibliografía) = 0,7328x
R2 = 0,9623
30
20
y(HRS) = 0,7342x
R2 = 0,7695
10
y(HRV) = 0,7031x
R2 = 0,9655
0
0
10
HRS experimental
20
30
40
Resistencia a com presión 28 días (N/m m 2)
HRV experimental
50
60
HR bibliografía
Gráfica 2.22: Relación entre la resistencia a compresión a 7 días y a 28 días de los hormigones reciclados –
[Experimental HR 16 datos – Bibliografía 16 datos(55)]
2.2.3.2.- Influencia de la calidad del árido en la resistencia a compresión
La utilización de áridos de mala calidad tiene un efecto negativo mucho mayor en la resistencia,
no compensándose el descenso de resistencia con la disminución en la relación agua/cemento
efectiva.
Se observa este hecho en las gráficas 2.23 y 2.24 que relaciona la resistencia a compresión con la
relación agua/cemento total y efectiva de hormigones fabricados con áridos reciclados de distinta
calidad, cuya caracterización se incluye en la Tabla 2.5.
91
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Los principales parámetros del árido que influyen en la calidad del hormigón son el contenido de
material fino, tanto arena (<4 mm) como finos (<0,063 mm), y el contenido de impurezas
(especialmente el yeso).
REQUISITOS
ÁRIDOS RECICLADOS
ARM(S)
ARM(V)
Absorción
≤12%
9,7%
11,6%
Contenido de
compuestos totales de
azufre (S)
≤1%
0,60%
1,36%
Contenido de sulfatos
solubles en ácido (SO3)
≤1%
-
2,78%
Contenido de materiales
no deseados (vidrio,
plásticos, papel)
≤1%
0,5%
2,4%
Índice de lajas
≤35%
20%
21%
Coeficiente de Los
Ángeles
≤50%
38%
49%
Desclasificados inferiores
≤5%
7%
12%
Contenido de finos
≤4%
2,6%
5,3%
0,11%
0,05%
Partículas de peso
específico inferior a 1
≤1%
LÍMITES
ORIENTATIVOS
ÁRIDOS RECICLADOS
ARM(S)
ARM(V)
Contenido de material
cerámico
≤70%
41%
33%
Densidad saturada con
superficie seca
≥2,15 kg/dm3
2,23 kg/dm3
2,29 kg/dm3
Densidad de partícula
tras secado en estufa
≥1,95 kg/dm3
2,04 kg/dm3
2,05 kg/dm3
≤10,5%
8,4%
7,0%
≤2%
1,4%
3,9%
Absorción a los 10 min.
Contenido de yeso
Tabla 2.5: Caracterización de los áridos reciclados mixto ARMS y ARMV
92
Unión Europea
FEDER
Resistencia a compresión (N/mm
2
)
Invertimos en su futuro
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
y(HC) = 21,928x -2,2572
R2 = 0,9478
y(HRS) = 24,271x -1,9561
R2 = 0,6083
y(HRV) = 13,781x -1,7817
R2 = 0,5499
0,7
0,8
0,9
1,0
HC
1,1
1,2
a/c total
1,3
1,4
HRS
1,5
1,6
HRV
Resistencia a compresión (N/mm
2
)
Gráfica 2.23: Resistencia a compresión en función de la relación agua/cemento total de los hormigones de control HC y
reciclados HRS y HRV
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
y(HC) = 17,036x -2,0051
R2 = 0,9644
y(HRS) = 14,049x -1,8624
R2 = 0,7899
y(HRV) = 8,7749x -1,4663
R2 = 0,9031
0,6
0,7
HC
0,8
0,9
1,0
a/c efectiva
HRS
1,1
1,2
1,3
HRV
Gráfica 2.24: Resistencia a compresión en función de la relación agua/cemento efectiva de los hormigones de control
HC y reciclados HRS y HRV
2.2.4.- Resistencia a tracción
La resistencia a tracción de los hormigones reciclados disminuye en término medio en un 9%
(Gráfica 2.25). Este límite corresponde en mayor medida a hormigones con un contenido de árido
reciclado de hasta un 50%. El descenso para hormigones con un 100% de árido reciclado suele
situarse en porcentajes entorno al 15-20%. Se ha obtenido una gran dispersión de resultados,
debida a la diversidad de materiales considerados y de porcentajes de sustitución (contenidos de
árido reciclado de entre un 10% y 100%).
93
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia a tracción del hormigón
reciclado (N/mm 2)
6
5
y = 0,9099x
R2 = 0,6544
4
3
2
1
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
2
Resistencia a tracción del horm igón de control (N/m m )
TODOS ARg
Lineal (TODOS ARg)
Gráfica 2.25: Relación entre la resistencia a tracción del hormigón de control y el hormigón reciclado con árido reciclado
cerámico mixto (5)(13-14)(23)(34-35)(53) - [38 datos]
La Instrucción EHE-08 establece que cuando no se dispongan de resultados de ensayos, se podrá
admitir que la resistencia media a tracción indirecta fci, viene dada en función de la resistencia
característica de proyecto a compresión fck, por la fórmula:
f ci ,m = 0,30 .3 f ck2 cuando fck es inferior a 50 N/mm2
En la gráfica 2.26 se han representado los valores de resistencias a tracción en función de la raíz
cúbica de la resistencia a compresión al cuadrado de los hormigones reciclados incorporando
distintos porcentajes de árido reciclado cerámico o mixto, así como de sus hormigones de control.
En hormigones con la misma resistencia a compresión se suelen obtener valores ligeramente más
favorables de resistencia a tracción en el hormigón reciclado, con lo que la formulación de la
Instrucción EHE es válida para los hormigones reciclados.
94
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia a tracción indirecta f
(N/mm 2)
ci
6
y(control) = 0,354x
R2 = 0,7461
5
4
y(reciclado) = 0,3795x
R2 = 0,3465
3
2
y(EHE) = 0,3f ck2/3
1
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2
Resistencia a com presión característica fck^(2/3) (N/m m )
Control
Reciclado
Lineal (Reciclado)
Lineal (EHE)
Lineal (Control)
Gráfica 2.26: Relación entre la resistencia a compresión característica y la resistencia a
tracción-EHE (5)(23-14)(23-24)(34-35)(51)(53)(56-57) - [69 datos]
2.2.5.- Resistencia a flexión
La resistencia a flexión de los hormigones reciclados con un contenido de árido reciclado inferior y
superior al 50% disminuye de media un 5% y 16% respectivamente (Gráficas 2.27 y 2.28). Las
relaciones obtenidas en este caso son buenas, con coeficientes de correlación R2=0,95 y
R2=0,86).
Resistencia a flexión del hormigón
reciclado (N/mm 2)
7
6
5
4
y = 0,9478x
R2 = 0,9219
3
2
1
1
2
3
4
5
Resistencia a flexión del horm igón de control (N/m m 2)
TODOS ARg
6
7
Lineal (TODOS ARg)
Gráfica 2.27: Relación entre la resistencia a flexión del hormigón de control y el hormigón reciclado – Contenido de
árido reciclado ≤50% (4)(12 a 14)(19-20)(25-26)(35)(51)(58-59) - [75 datos]
95
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia a flexión del hormigón reciclado
(N/mm 2)
7
6
5
4
y = 0,8388x
R2 = 0,8561
3
2
1
1
2
3
4
5
6
Resistencia a flexión del horm igón de control (N/m m 2)
TODOS ARg
7
Lineal (TODOS ARg)
Gráfica 2.28: Relación entre la resistencia a flexión del hormigón de control y del hormigón reciclado – Contenido de
árido reciclado >50% (4)(13-14)(19-20)(23)(25-26)35)(51) – [44 datos]
Según la Instrucción EHE-08, para un hormigón convencional podrá admitirse que la resistencia
media a flexotracción viene dada por la siguiente expresión, que es función del canto total del
elemento h en mm. Para las probetas de dimensión 10x10x40 cm que sirven para la
determinación de la resistencia a flexión, el canto h es de 100 mm.
f ct , fl = max{(1,6 − h / 1000). f ct ; f ct ) } = 0,45.3 f ck2
Se ha obtenido una gran dispersión de resultados en la relación entre la resistencia a flexión y la
resistencia a compresión característica, aunque se han obtenido regresiones similares para el
hormigón de control y el hormigón reciclado (Gráficas 2.29 y 2.30) y ambas situadas por encima
de la formulación de la Instrucción EHE-08. La dispersión de resultados es debida principalmente
al tipo de árido reciclado.
96
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
8
Resistencia a flexión f
ct,fl
(N/mm 2)
7
y(EHE) = 0,45f ck2/3
y(reciclado) = 0,4501x
R2 = 0,3195
6
5
4
3
2
y(control) = 0,3265x
R2 = 0,509
1
0
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Resistencia a com presión característica fck (^2/3) (N/m m 2)
Control
Lineal (Reciclado)
Reciclado
Lineal (EHE)
Lineal (Control)
Gráfica 2.29: Relación entre la resistencia a compresión y la resistencia a flexión – Contenido de árido reciclado ≤50%
(4)(13-14)(19-20)(23)(25-26)35)(51) – [84 datos]
8
y(reciclado) = 0,6085x
R2 = 0,2318
Resistencia a flexión f
ct,fl
(N/mm 2)
7
6
y(control) = 0,587x
R2 = 0,3241
5
4
y (EHE)= 0,45f ck2/3
3
2
1
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Resistencia a com presión característica f ck^(2/3) (N/mm 2)
Control
Reciclado
Lineal (EHE)
Lineal (Reciclado)
Lineal (Control)
Gráfica 2.30: Relación entre la resistencia a compresión característica y la resistencia a flexión – Contenido de árido
reciclado >50% (4)(13-14)(19-20)(23 a 26)35)(51)(56)(60) - [76 datos]
Para una determinada resistencia a compresión, la resistencia a flexión de un hormigón reciclado
fabricado con árido reciclado cerámico es mayor que la de un hormigón convencional, aunque con
árido reciclado mixto se obtienen valores inferiores (Gráfica 2.31). Se han obtenido resultados
favorables en el caso de utilizar árido reciclado cerámico de buena calidad, proporcionando una
mejoría en la adherencia entre la pasta de cemento y el árido y aumentando la resistencia a
flexión del hormigón. Se obtienen resultados peores en el caso de utilizar árido reciclado mixto, ya
que contiene materiales como mortero e impurezas que pueden perjudicar la buena adherencia
conseguida por los materiales cerámicos, disminuyendo la resistencia a flexión del hormigón. En
ambos casos la formulación de la Instrucción EHE es válida.
97
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
y(control) = 0,587x
R2 = 0,3241
Resistencia a flexión f
ct,fl
(N/mm 2)
8
7
y(cerámicos) = 0,8659x
R2 = 0,6472
6
5
4
y(EHE) = 0,45f ck2/3
3
2
y(mixtos) = 0,4653x
R2 = 0,554
1
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Resistencia a com presión característica fck^(2/3) (N/m m 2)
Control
Lineal (Cerámicos)
Lineal (EHE)
Cerámicos
Lineal (Mixtos)
13
14
Mixtos
Lineal (Control)
Gráfica 2.31: Relación entre la resistencia a compresión característica y la resistencia a flexión - Contenido de árido
reciclado >50% (4)(13-14)(19-20)(23 a 26)(35)(51)856)(60) – [Cerámicos 27 datos – Mixtos 49 datos]
2.2.6.- Módulo de elasticidad
El módulo de elasticidad acusa un descenso medio del 12% y 23% en hormigones reciclados con
un contenido de árido reciclado inferior y superior al 50% respectivamente (Gráficas 2.32 y 2.33),
siendo una de las propiedades mecánicas más desfavorables del hormigón. Se ha obtenido una
gran dispersión de resultados, sobre todo en el caso de sustituciones del árido natural por árido
reciclado superiores al 50%.
Módulo de elasticidad del hormigón
reciclado (N/mm 2)
37000
35000
33000
31000
29000
27000
25000
23000
y = 0,8832x
R2 = 0,7604
21000
19000
17000
17000
19000
21000
23000
25000
27000 29000
31000
33000
35000
37000
Módulo de elasticidad del horm igón de control (N/m m 2)
TODOS
Lineal (TODOS)
Gráfica 2.32: Relación entre el módulo de elasticidad del hormigón de control y el hormigón – Contenido de árido
reciclado ≤50% (5)(19)(25)(34)(51)(61) – [62 datos]
98
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Módulo de elasticidad del hormigón
reciclado (N/mm 2)
38000
36000
34000
32000
30000
28000
26000
24000
22000
20000
y = 0,7669x
R2 = 0,1889
18000
16000
14000
14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000
Módulo de elasticidad del horm igón de control (N/m m 2)
TODOS ARg
Lineal (TODOS ARg)
Gráfica 2.33: Relación entre el módulo de elasticidad del hormigón de control y el hormigón – Contenido de árido
reciclado >50% (5)(19)(23)(25)(34)(51)(61) – [52 datos]
Este aspecto se observa también en la relación entre el módulo de elasticidad y la resistencia a
compresión media de los hormigones (Gráficas 2.34 y 2.35).
Según la Instrucción EHE, el módulo de elasticidad del hormigón convencional se puede estimar a
partir de la resistencia a compresión utilizando la fórmula siguiente:
E c = 8500 .3 f cm
Siendo:
Ec: Módulo de elasticidad (en N/mm2)
fcm : Resistencia a compresión (en N/mm2)
Para una determinada resistencia a compresión media, los valores del módulo de elasticidad son
inferiores en el hormigón reciclado. El coeficiente a aplicar a la formulación de la Instrucción EHE
de los hormigones de control para estimar la misma en hormigones reciclados es de 0,75 para los
hormigones con un porcentaje de árido reciclado ≤50% y de 0,65 cuando la proporción del árido
reciclado en el hormigón es del 100%.
99
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Módulo de elasticidad E c (N/mm 2)
38000
36000
y(EHE) = 8500f cm1/3
34000
32000
30000
28000
y(control) = 8354,3f cm1/3
26000
24000
22000
y(reciclado) = 6340,6f cm1/3
20000
18000
16000
2,4
2,5
2,6
2,7 2,8 2,9
3
3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7
Resistencia a com presión m edia f cm^(1/3) (N/m m 2)
Control
Lineal (Reciclado)
Reciclado
Lineal (Control)
3,8
3,9
4
Potencial (EHE)
Módulo de elasticidad E c (N/mm 2)
Gráfica 2.34: Relación entre la resistencia a compresión y el módulo de elasticidad - Contenido de árido reciclado ≤50%
(19)(25)(34)(51) – [Reciclado 50 datos – Control 6 datos]
36000
34000
32000
30000
28000
26000
24000
22000
20000
18000
16000
14000
12000
10000
8000
y(EHE) = 8500f cm1/3
y(control) = 9048,2f cm1/3
R2 = 0,5058
y(reciclado) = 6113,3f cm1/3
R2 = 0,4721
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
4,2
Resistencia a com presión m edia fcm ^(1/3) (N/m m 2)
Control
Lineal (Reciclado)
Reciclado
Lineal (Control)
Lineal (EHE)
Gráfica 2.35: Relación entre la resistencia a compresión y el módulo de elasticidad - Contenido de árido reciclado >50%
(19)(23-25)(34)(51)(57)(60)(62)– [Reciclado 61 datos – Control 12 datos]
2.2.7.- Retracción y fluencia
La retracción por secado de los hormigones es una de las propiedades más desfavorables del
hormigón, encontrando las mayores diferencias con respecto al hormigón convencional. Se ha
obtenido una dispersión elevada de resultados con incrementos habituales de entre un 10% y
80%, y puntualmente aumentos de hasta 5 veces el valor de la retracción del hormigón de control.
La fluencia de un hormigón reciclado es entre un 10% y 55% mayor que la del hormigón de
control, siendo el valor medio del 32%.
100
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
2.2.8.- Durabilidad del hormigón endurecido
Debido a la alta porosidad del árido reciclado, el hormigón reciclado tiene una elevada capacidad
de absorción de agua. La bibliografía consultada es escasa respecto a estos aspectos pero se
han contemplado en algunos estudios un incremento del 50% de la penetración de agua o una
absorción de agua entre dos y tres veces superior, del hormigón reciclado respecto al hormigón
convencional.
El ataque por sulfatos es un aspecto de especial importancia, ya que el árido reciclado mixto
procedente de edificación suele tener altos contenidos de yeso.
Los hormigones con árido reciclado mixto presentan mayores coeficientes de penetración de
cloruros debido a su alta porosidad.
El hormigón fabricado con áridos reciclados cerámicos presenta una buena resistencia al fuego
si se conserva convenientemente seco, pudiendo tener incluso un efecto beneficioso.
La velocidad de carbonatación del hormigón con árido reciclado cerámico o mixto, es mayor que
en hormigones convencionales, debido a la alta porosidad del árido.
Los áridos reciclados mixtos se clasifican como “altamente reactivos” en los mecanismos de la
reacción álcali-sílice por su contribución en el aporte de álcalis. Sin embargo, el riesgo de
expansión disminuye debido a la porosidad del árido reciclado.
La tabla 2.6 recoge los rangos y valores medios para las variaciones en las propiedades de
absorción por capilaridad e inmersión y carbonatación que experimentan un hormigón reciclado,
respecto al hormigón convencional según la bibliografía consultada.
Propiedad
(*)
Porcentaje de árido reciclado cerámico o mixto
≤50%
>50%
Rango
Valor medio
Rango
Valor medio
Absorción por
capilaridad e
inmersión (*)
+5% a +10%
+7%
+10% a +15%
+12%
Carbonatación
+8% a +28%
-
-
-
En valores absolutos
Tabla 2.6: Variaciones en las propiedades de durabilidad que experimenta un hormigón reciclado con respecto a un
hormigón convencional de la misma dosificación
2.2.9.- Influencia del contenido de sulfatos en las propiedades del hormigón
El árido reciclado puede presentar proporciones altas de yeso que pueden originar expansiones
elevadas y pérdidas de resistencia en un hormigón fabricado con él.
Al admitir los límites actuales de contenido de sulfatos establecidos para los áridos reciclados,
también para los áridos reciclados de origen mixto (contenido de sulfatos solubles en ácido inferior
al 0,8%), se excluye un gran porcentaje de árido reciclado, pudiendo limitar de forma muy
importante su empleo en hormigón (Gráfica 2.8). Además, algunas normativas internacionales
(Reino Unido, Holanda, Brasil) establecen límites más permisivos para este parámetro. Por este
101
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
motivo se ha realizado un estudio complementario para analizar la influencia del contenido de
sulfatos en las propiedades del hormigón y evaluar la posibilidad de elevar este límite.
Para ello, se han fabricado hormigones con un árido reciclado mixto y se ha ido añadiendo
artificialmente cantidades controladas de yeso (1% y 2% de yeso sobre el peso del árido reciclado
en el hormigón con un 100% de árido mixto y 2% y 4% de yeso sobre el peso del árido reciclado
en el hormigón con un 50% de árido mixto).
El contenido de sulfatos en el árido grueso en cada una de las dosificaciones es el siguiente:
Hormigones
Compuestos totales de
azufre (SO3)(%)
Sulfatos solubles en ácido (SO3)(%)
HC
0,14
0,15
HR50%
0,46
0,35
HR50% Y2
0,95
0,81
HR50% Y4
1,40
1,23
HR100%
0,79
0,54
HR100% Y1
1,25
0,99
HR100% Y2
1,74
1,47
Tabla 2.7: Contenido de sulfatos presentes en el árido grueso en las distintas dosificaciones
Se han fabricado hormigones con dos tipos de cemento, un cemento CEM I con elevado
contenido de C3A y un cemento con adiciones puzolánicas CEM II A-P 42,5 R, que atenuaría el
comportamiento expansivo en el hormigón.
A la vista de los resultados experimentales, son las propiedades de resistencia a compresión y de
expansión del hormigón reciclado las que determinan las restricciones a aplicar al contenido de
sulfatos de los áridos reciclados, en función del tipo de cemento, estando ambos parámetros
relacionados entre sí.
Las limitaciones a los contenidos de sulfatos y de yeso son condicionadas por la necesidad de
limitar el descenso de la resistencia. Se podría admitir un 12% de descenso de la resistencia
adicional con respecto a la resistencia del hormigón reciclado sin yeso, atendiendo al
cumplimiento del requisito de un contenido de sulfatos solubles en ácido expresados en SO3
inferior al 0,8%, según se especifica en la Instrucción EHE. En el caso del hormigón fabricado con
cemento CEM II, este valor puede aumentar hasta un 1% (Gráfica 2.36).
102
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Descenso de la resistencia
a compresión respecto al HR (%)
35
30
y(CEM I) = 32,452x - 13,689
R2 = 0,9529
25
20
15
12%
10
y(CEM II) = 23,8x - 11,533
R2 = 0,8685
5
0
0
0,5
Límite EHE 0,8% 1
1,5
2
Contenido de sulfatos solubles en ácido del árido grueso (%)
50% C E M I
50% C E M II
100% C E M I
100% C E M II
Gráfica 2.36: Relación entre el descenso de la resistencia a compresión y el contenido de sulfatos solubles en ácido en
el árido grueso
Asimismo, un contenido de sulfatos solubles en ácido inferior al 0,8% se asocia al límite de
expansión de 142 micras/m a 28 días o 170 micras/m a 600 días de edad (Gráficas 2.37 y 2.38).
Gráfica 2.37: Relación entre la expansión y el contenido de sulfatos en el árido grueso – HR50% (a un año) y HR100%
(a 600 días)
103
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Expansión 600 días (micras/m )
400
y = 1,2009x
R2 = 0,97
300
200
170
100
0
0
100
142
200
300
400
Expansión 28 días (m icras/m )
CE M I
C E M II
L ineal (TO DO S )
Gráfica 2.38:
Relación entre la expansión a 28 y 600 días (HC, HR50% y HR100%)
Atendiendo a estos requisitos, se podrían considerar los valores máximos de sulfatos solubles en
ácido en el árido grueso y en el árido reciclado (expresados en SO3), recogidos en la tabla 2.8.
Sulfatos solubles en ácido
en el árido grueso (SO3)(%)
Sulfatos solubles en ácido en el
árido reciclado (SO3)(%)
CEM I
CEM II
CEM I
CEM II
HR50%
0,8
1
1,5
1,9
HR100%
0,8
1
0,8
1
Tabla 2.8: Límites de sulfatos del árido (SO3) aceptables en función de la expansión máxima
2.2.10.-
Valoración de resultados
La tabla 2.9 recoge los rangos y valores medios para los descensos o incrementos en varias
propiedades del hormigón endurecido que experimentan un hormigón reciclado fabricado con
árido reciclado mixto o cerámico, respecto al hormigón convencional según la bibliografía
consultada.
104
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Propiedad
Porcentaje de árido reciclado cerámico o mixto
≤50%
>50%
Rango
Valor medio
Rango
Valor medio
Resistencia a
compresión
+5% a -30%
-9%
-5% a -50%
Resistencia a
tracción
+9% a -30%
Resistencia a
flexotracción
+20% a -33%
Módulo de
elasticidad
+9% a -32%
Retracción
-
-
+10% a
+80%
+45%
Fluencia
-
-
+10% a
+55%
+32%
Absorción por
capilaridad e
inmersión (*)
+5% a +10%
+7%
+10% a
+15%
+12%
Carbonatación
+8% a +28%
-
-
-
Gráfica 2.13
-25%
Gráfica 2.13
-7%
-2% a -35%
-14%
Gráfica 2.25
-5%
+10% a -35%
Gráfica 2.27
-16%
Gráfica 2.28
-12%
-5% a -35%
Gráfica 2.32
-23%
Gráfica 2.33
Tabla 2.9: Descensos o incrementos que experimenta un hormigón reciclado con respecto a un hormigón convencional
de la misma dosificación
La tabla 2.9 muestra una gran dispersión de resultados debido a factores como la calidad del árido
reciclado o las características mecánicas del hormigón convencional de la misma dosificación del
hormigón reciclado.
Las propiedades que se ven más afectadas según la tabla 2.9 son el módulo de elasticidad y la
retracción, con variaciones de hasta el 35% y 80% respectivamente, para un 100% de árido
natural sustituido por árido reciclado mixto. En términos de resistencia, la resistencia a compresión
es la que evidencia mayores pérdidas, pudiendo llegar al 50%.
La tabla 2.10 incluye los factores de corrección a aplicar a las propiedades del hormigón
convencional para estimar las mismas propiedades en el hormigón reciclado.
105
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Coeficientes de corrección
Propiedad
Sustitución del ≤50%
Sustitución del ≤100%
Resistencia a compresión
0,91
0,88(*)
0,75
0,67(**)
Resistencia a tracción
0,85
0,78
Resistencia a flexotracción
0,95
0,84
Módulo de elasticidad
estático
0,88
0,77
Retracción
-
1,45
(*) Valor límite para una sustitución del 50%
(**) Valor límite para una sustitución del 100%
Tabla 2.10: Coeficientes de corrección para el hormigón reciclado respecto a un hormigón convencional de la misma
dosificación
La tabla 2.11 incluye los coeficientes de corrección a las fórmulas recogidas en la Instrucción
EHE-08, relacionando resistencia a compresión con las propiedades de resistencia a tracción,
resistencia a flexión y módulo de elasticidad.
fci = r ⋅ 0,30 ⋅ 3 fck
2
fct , fl = r ⋅ 0 , 45 ⋅ 3 fck
(N/mm2)
2
(N/mm2)
Ec = r ⋅ 8500 ⋅ 3 fcm (N/mm2)
Propiedad
Corrección respecto a la formulación de la
Instrucción EHE - 08
Sustitución ≤50%
Sustitución ≥50%
Resistencia a tracción
1,00
Gráfica 2.26
1,00
1,00 – 1,15 (*)
Gráfica 2.29
Gráfica 2.31
0,75
0,65
Módulo de elasticidad
Gráfica 2.34
Gráfica 2.35
(*) Con carácter general se considera el coeficiente 1, excepto para áridos reciclados cerámicos
de buena calidad, en los que el coeficiente puede aumentar hasta 1,15.
Resistencia a flexotracción
Tabla 2.11: Factores de corrección a las fórmulas de la Instrucción EHE-08
106
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
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111
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
3.- ÁRIDO FINO RECICLADO DE HORMIGÓN
3.1.- ESTADO DEL ARTE
La mayor parte de los trabajos realizados sobre áridos reciclados se han centrado siempre en la
utilización de las fracciones gruesas. La aplicación del material fino, de tamaño inferior a cuatro
milímetros, está mucho menos estudiada a nivel internacional. En este apartado se resumen las
principales conclusiones alcanzadas en estos trabajos.
3.1.1.- Propiedades de las arenas recicladas
3.1.1.1.- Calidad y origen
La naturaleza del material de origen tiene una influencia directa en la calidad de la arena reciclada
producida. En términos generales, los hormigones de baja relación agua/cemento (y, por tanto,
elevada resistencia) suelen dar lugar a arenas de reducida absorción y mejor calidad.
Asimismo, el sistema de procesamiento empleado también influye en la calidad de la arena
reciclada, de forma que cuando se realizan sucesivos procesos de trituración durante la
producción, la calidad mejora sustancialmente, observándose un descenso de la absorción
obtenida.
La densidad es otra propiedad que también puede variar según el tipo de trituradora empleada. La
densidad de las arenas producidas con trituradoras de mandíbulas o de conos es ligeramente
superior que cuando se emplea una trituradora de impacto.
Además, mediante sucesivos procesos de trituración se puede llegar a conseguir una arena de
mejor calidad, ya que se reduce considerablemente la cantidad de pasta de cemento adherida a
los granos.
3.1.1.2.- Densidad
La densidad de las arenas recicladas es inferior a la de las arenas naturales. Esto se debe,
fundamentalmente, a la pasta de cemento que queda adherida a los granos. Dado que es habitual
la presaturación del árido reciclado previa a su utilización, es frecuente la determinación de la
densidad en condiciones de saturación con la superficie seca. La arena reciclada presenta valores
esperables de este parámetro por debajo de 2,30 g/cm3.
En general, la densidad de los áridos reciclados es ligeramente superior en las fracciones más
gruesas que en las más finas. No obstante, la dispersión que se observa en los resultados es muy
elevada.
Entre los factores que influyen en la densidad de las arenas recicladas pueden destacarse las
técnicas de procesamiento utilizadas en la producción de la misma, la densidad del árido con el
que fue fabricado el hormigón de origen y la calidad de dicho hormigón de origen.
3.1.1.3.- Absorción de agua
La absorción es una de las propiedades físicas de los áridos reciclados que presenta una mayor
diferencia con respecto a los áridos naturales. La absorción de las arenas recicladas es en todos
los casos superior a la de las arenas naturales, debido a la cantidad de pasta de cemento, porosa,
que acumulan.
112
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Mientras que la absorción de la arena natural suele oscilar entre el 0 y el 4%, la absorción de la
arena reciclada puede alcanzar valores de hasta el 16 ó 17%. Las fracciones más finas presentan
mayor absorción (para un mismo hormigón de origen) que las fracciones más gruesas, debido a
que en las primeras se concentra un mayor porcentaje de pasta de cemento adherida. En la
mayoría de casos la absorción del árido fino reciclado es elevada, superior al 5% que establece la
normativa española.
3.1.1.4.- Pasta de cemento adherida
Los áridos reciclados poseen una cierta cantidad de pasta de cemento adherida, que los
diferencian de los áridos naturales.
Esta pasta es la causante de las diferencias, ya mencionadas, que existen entre las propiedades
de una arena natural y una arena reciclada: menor densidad, mayor absorción de agua, mayor
desgaste, etc. A su vez, estas propiedades de las arenas recicladas afectan negativamente a las
de los hormigones fabricados con ellas: módulo de elasticidad, retracción, fluencia, etc, así como
otros problemas asociados a la durabilidad.
3.1.1.5.- Contaminantes e impurezas
Uno de los mayores problemas que plantean los áridos reciclados es que frecuentemente
incorporan impurezas y contaminantes, que influyen negativamente en las propiedades del
hormigón.
Estos contaminantes pueden ser muy variados: plástico, madera, yeso, ladrillo, materia orgánica,
asfalto, etc, afectando, principalmente, a la resistencia de los hormigones fabricados.
La presencia de impurezas depende en gran medida del tipo de árido reciclado. Según los datos
recopilados en la bibliografía, el árido procedente de residuos de construcción de hormigón
presenta generalmente un menor contenido de impurezas que el árido procedente de escombros
de demolición.
3.1.1.6.- Contenido de cloruros
Los áridos reciclados pueden presentar un contenido significativo de cloruros, en función de la
procedencia del hormigón usado como materia prima. La concentración de cloruros puede ser
especialmente elevada en hormigones procedentes de obras marítimas, puentes o pavimentos
expuestos a las sales para el deshielo, así como en hormigones en los que se hayan utilizado
aditivos acelerantes.
Esta cantidad puede disminuir notablemente si sólo se contabilizan los cloruros libres solubles en
agua, tal y como se exige para los áridos naturales, al ser estos los que inician el proceso de
corrosión de las armaduras. No obstante, en el caso de los áridos reciclados, puede resultar poco
segura la determinación de los cloruros solubles, ya que el aluminato cálcico del cemento que
presenta el árido reciclado puede haber formado cloro aluminato cálcico hidratado, reduciendo así
el contenido de cloruro libre detectado en el ensayo. Sin embargo, la presencia de iones sulfatos
procedentes, por ejemplo, de ambientes marinos, puede llegar a liberar estos iones cloruros para
formar aluminato cálcico hidratado.
Otros factores como la temperatura, la cristalografía del aluminato tricálcico y la descomposición
del cloro aluminato cálcico hidratado debida a la carbonatación, pueden ser también importantes
en la liberación de cloruros solubles, susceptibles de originar la corrosión de las armaduras. Por
este motivo, algunos autores establecen que aunque los cloruros libres son los que pueden atacar
113
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las armaduras, en el caso de áridos reciclados sería conveniente cuantificar y limitar los cloruros
totales.
3.1.1.7.- Contenido de sulfatos
El árido reciclado puede contener un elevado contenido de sulfatos, ya que al contenido propio del
árido natural, se le añade los sulfatos que contiene el mortero adherido y la presencia de
contaminantes como el yeso cuando el hormigón procede de edificación.
Los sulfatos presentes en la pasta de cemento no van a producir problemas en el hormigón nuevo,
pero sí será necesario evitar la presencia de impurezas como el yeso, que podría producir
expansiones en el hormigón.
Establecer una limitación al contenido de compuestos totales de azufre en vez de los sulfatos
solubles en ácido queda del lado de la seguridad, y en este sentido se orientan las
recomendaciones sobre árido reciclado. Siempre que se prevea que el árido reciclado pueda
contener yeso, será aconsejable el empleo de cementos resistentes a los sulfatos en la
producción de hormigón reciclado.
3.1.1.8.- Reactividad árido-álcali
Algunos tipos de áridos pueden reaccionar con los álcalis del cemento en ambiente húmedo,
cuando el contenido de alcalinos en el hormigón es elevado, dando lugar a un compuesto
gelatinoso que produce expansiones en el hormigón.
La utilización de árido reciclado puede favorecer estas reacciones, ya que incorporan un mayor
contenido de alcalinos, debido a la pasta de cemento que llevan adherida. Por ese motivo,
algunas recomendaciones de utilización de árido reciclado lo consideran potencialmente reactivo.
La utilización de cementos con adiciones (cenizas volantes o escorias granuladas) disminuye el
riesgo de reacción árido-álcali, debido a que los hormigones fabricados con estos cementos son
en general más impermeables. Ante la dificultad de controlar la procedencia de los áridos
reciclados, algunos autores indican la conveniencia de utilizar este tipo de cementos con las
arenas recicladas.
3.1.2.- Propiedades de los hormigones con arenas recicladas
En general, la incorporación de árido reciclado en el hormigón influye de forma negativa en todas
sus propiedades, aunque en algunas de ellas los efectos que produce son más importantes que
en otras. El principal aspecto que se debe considerar es el porcentaje de árido reciclado utilizado
para la fabricación del hormigón.
3.1.2.1.- Dosificación
Debido a la peor calidad del árido reciclado, para mantener la misma resistencia y consistencia, el
hormigón reciclado necesitará un mayor contenido de cemento en su dosificación. Según algunos
estudios, este incremento deberá ser superior al 15% cuando se emplee tanto árido grueso como
árido fino reciclado.
3.1.2.2.- Consistencia del hormigón reciclado fresco
En general, la incorporación de árido reciclado en el hormigón produce un aumento de la
consistencia, cuando se mantiene la misma relación agua/cemento.
114
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El aumento de la demanda de agua se debe principalmente a la mayor absorción de los áridos
reciclados, y al cambio en la granulometría del árido (generación de finos) durante el amasado,
aunque también pueden influir otros factores como su forma angular y su textura rugosa.
Debido a la elevada absorción que presenta el árido reciclado, durante el proceso de amasado
una cierta cantidad de agua será retenida por los áridos, produciendo un aumento de consistencia
en ocasiones importante, y, por tanto, una reducción de la relación agua/cemento efectiva.
Cuando se utiliza árido fino reciclado, todos los estudios consultados parecen obtener la misma
conclusión, produciéndose una disminución considerable de la fluidez del hormigón. Esto se debe,
además de a la elevada absorción del árido fino reciclado, a que la forma redondeada y la textura
lisa del árido fino natural provocan un efecto lubricante, favoreciendo la docilidad del hormigón.
3.1.2.3.- Densidad
La densidad del hormigón reciclado es inferior a la de un hormigón de control equivalente
(fabricado con árido natural), debido a la menor densidad que presenta el árido reciclado y que,
como se ha visto, es producida por la pasta de cemento adherida. Los valores encontrados en la
bibliografía se sitúan entre 2,13 y 2,40 g/cm3.
3.1.2.4.- Resistencia a compresión
En general, la utilización de árido reciclado para la fabricación de hormigón implica una
disminución de la resistencia a compresión del mismo (manteniendo la relación agua/cemento),
tanto mayor cuanto mayor es el porcentaje de árido reciclado utilizado.
Esta disminución de la resistencia se debe fundamentalmente a la menor resistencia mecánica y
mayor absorción del árido reciclado, y al aumento de zonas débiles en el hormigón, ya que
además de la unión pasta-árido que presenta el árido reciclado, aparece otra zona de contacto
entre la pasta del árido reciclado y la pasta nueva.
El grado de sustitución del árido natural por árido reciclado será determinante para valorar la
influencia de estos últimos en el hormigón. En general, la disminución del porcentaje de árido
reciclado produce una mejora en la resistencia a compresión del hormigón fabricado.
Para un porcentaje de sustitución del árido grueso reciclado del 20% en el hormigón, se han
encontrado resultados de resistencia a compresión que oscilan entre descensos del 5% hasta
incrementos del 6%. Cuando se utiliza además árido fino reciclado en la misma proporción la
dispersión de resultados aumenta, obteniéndose desde descensos del 30% hasta incrementos del
14%.
Cuando el porcentaje de sustitución aumenta hasta el 30%, se han obtenido resultados
comprendidos entre -16 y +11% cuando sólo se utiliza árido grueso reciclado, y entre -33 y +9%
cuando se emplea además árido fino reciclado.
3.1.2.5.- Módulo de elasticidad
La utilización de arena reciclada puede disminuir el módulo de elasticidad del hormigón fabricado
con ella. Incluso pequeños porcentajes de árido fino reciclado, del orden del 15%, pueden
provocar descensos en el módulo de elasticidad de hasta el 13%.
115
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3.1.2.6.- Resistencia a tracción indirecta
La resistencia a tracción es una de las propiedades del hormigón reciclado que experimenta
menores variaciones con respecto al hormigón de control, aunque no se ha encontrado una
tendencia clara de su comportamiento.
Según los estudios realizados, mientras que con un 15% de áridos fino y grueso reciclados se
obtiene una disminución en la resistencia a tracción de aproximadamente un 10%, cuando este
porcentaje asciende al 30%, dicha disminución de resistencia se sitúa próxima al 15%.
3.1.2.7.- Retracción
La utilización de árido reciclado produce una mayor retracción en el hormigón que cuando se
emplea solo el árido natural. Esto se debe, entre otros motivos, al menor módulo de elasticidad y a
los mayores contenidos de agua y cemento que se suelen utilizar en los hormigones reciclados.
El valor final que se alcance depende en gran medida del porcentaje de árido reciclado presente
en la dosificación. En algunos estudios, utilizando áridos grueso y fino reciclados, se han
encontrado valores superiores a 60%, aunque se trata de casos en los que se pretende conseguir
hormigones de reducida relación agua/cemento a partir de áridos procedentes de hormigones de
resistencia media, aumentando el contenido de agua y de cemento para obtener una consistencia
adecuada.
3.1.2.8.- Carbonatación
Respecto a la profundidad de carbonatación, independientemente de la cantidad de arena
reciclada utilizada, no se aprecian alteraciones significativas, siendo posible apuntar incluso hacia
una mejora en el comportamiento respecto a las muestras de referencia.
Esto se explica por el mayor contenido en cemento que deben llevar las mezclas con arenas
recicladas (para conseguir la misma resistencia a compresión que las de referencia), y, por tanto,
a la mayor reserva alcalina que protege la superficie del hormigón ante la carbonatación.
Sin embargo, otros estudios han obtenido resultados más desfavorables, con profundidades de
carbonatación entre 1,5 y 2,5 veces mayores en los hormigones reciclados cuando se utiliza un
100% de árido reciclado. Esta variación en los resultados se debe a que el comportamiento del
hormigón reciclado depende en gran medida de la calidad del mortero nuevo.
3.1.2.9.- Penetración de cloruros
Los iones cloruros, procedentes del agua de mar o de las sales de deshielo, pueden penetrar a
través de los poros hacia el interior del hormigón, combinándose con el cemento para formar la sal
de Friddel.
Al igual que sucede en otras propiedades, la mayor permeabilidad del hormigón reciclado implica
una mayor penetración de cloruros, como así lo demuestran los escasos estudios realizados.
116
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3.2.- REVISIÓN DE LA NORMATIVA
3.2.1.- Normativa general sobre arenas recicladas
Pocos países cuentan con normativa nacional que regule el empleo de arena reciclada en
hormigón. La mayoría de estas normas presentan una estructura similar en su contenido,
incluyendo una clasificación de los áridos reciclados y especificaciones para su empleo en
hormigón. Sin embargo, comparando las distintas normativas, se han encontrado grandes
diferencias en cuanto a las aplicaciones permitidas a los hormigones fabricados con un mismo
tipo de árido.
A continuación se describen cada una de las normativas consultadas.
3.2.1.1.- Norma europea sobre áridos para hormigón (EN 12620:2002 + A1:2008)
"ÁRIDOS PARA HORMIGÓN"
(BS, NEN, DIN, NBN, NF y UNE EN 12620:2002 + A1:2008)
Reino Unido, Holanda, Alemania, Bélgica, Francia y España han adoptado la norma europea
de áridos para hormigón, que se ha suplementado con requisitos específicos para arenas
recicladas (comunes en los seis países) que se recogen aquí.
3.2.1.1.1.- Objeto y campo de aplicación
Se aplica a los áridos con densidad aparente (secado en estufa) superior a 2,00 Mg/m3 (2000
kg/m3), empleados en todo tipo de hormigón. También incluye el árido reciclado con
densidades entre 1,50 Mg/m3 (1500 kg/m3) y 2,00 Mg/m3 (2000 kg/m3) y las arenas recicladas
(4 mm), siempre y cuando se tomen las consideraciones oportunas en estos casos.
Nota – El mandato M/125 “Áridos” incluye los áridos reciclados, existiendo normas de
métodos de ensayo específicas para áridos reciclados que se encuentran en estado avanzado
de elaboración.
3.2.1.1.2.- Requisitos físicos
Estabilidad de volumen. La retracción por secado de los áridos empleados en el hormigón
estructural, será inferior al 0,075%, determinada con el ensayo modificado en la Norma EN
1367 4.
Nota − Estabilidad de volumen-expansión. En algunos casos puede ser posible que el árido
reciclado contenga material expansivo como slaked lime (cal viva). Actualmente no es posible
establecer requisitos ni se dispone de ensayos para detectar este problema.
La norma incluye una clasificación de los áridos gruesos reciclados según sus constituyentes
(Tabla 3.1), pero no existe mención sobre su aplicación a arenas recicladas. Las proporciones
de los materiales que constituyen los áridos gruesos reciclados deben determinarse según la
prEN 933 11, y clasificarse según las categorías especificadas en la Tabla 3.2.
117
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Componente
Descripción
Rc
- Hormigón, productos de hormigón, morteros
- Elementos de hormigón para albañilería
Ru
- Árido suelto, piedra natural
- Árido cohesionado hidráulicamente
Rb
- Elementos arcillosos para albañilería (como ladrillos y azulejos)
- Elementos de silicato de calcio para albañilería
- Hormigón aireado no flotante
Ra
- Materiales bituminosos
Rg
- Vidrio
FL
- Material flotante en volumen
Otro:
X
- Cohesivo (como arcillas y suelos)
- Diverso: metales (ferrosos y no ferrosos)
- Madera no flotante, plástico y basura
- Yeso
Tabla 3.1: Constituyentes de los áridos gruesos reciclados
118
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Invertimos en su futuro
Tabla 3.2: Categorías para los constituyentes de los áridos gruesos reciclados
3.2.1.1.3.- Requisitos químicos
Cloruros. El contenido en iones de cloruro solubles en ácido de los áridos reciclados para
hormigón se deberá determinar de conformidad con la Norma EN 1744-5, y ha de ser
declarada por el productor.
119
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Sulfato soluble en agua que contienen los áridos reciclados. Cuando sea necesario, habrá que
declarar el contenido de sulfato soluble en agua de los áridos reciclados (de acuerdo a la EN
1744-1), según la categoría especificada en la Tabla 3.3.
Tabla 3.3: Categorías para el contenido máximo de sulfatos solubles en agua
Componentes que alteran la velocidad de fraguado y el endurecimiento del hormigón. Cuando
sea necesario, deben evaluarse los áridos reciclados para determinar la influencia de
materiales solubles en agua en el inicio del proceso de fraguado según la EN 1744-6. El
cambio en el inicio del tiempo de fraguado del cemento, te, determina la categoría según la
Tabla 3.4.
Tabla 3.4: Categorías para los componentes que alteran la velocidad de fraguado y endurecimiento del hormigón
Existen dos tipos de ensayo de uso común para determinar la presencia de materia orgánica:
“sodium hydroxide test” y “fulvo acid test” (mirar EN 1744-1 1998, 15.1 y 15.2). Ambos ensayos
deben aplicarse a áridos reciclados. Si el sobrante líquido en estos ensayos es más claro que
los colores estándar, los áridos pueden considerarse libres de materia orgánica.
3.2.1.1.4.- Denominación y descripción
Los áridos se deberán identificar con los siguientes datos:
a) el origen y el fabricante, si el material ha sido remanipulado en un depósito, se debe
indicar tanto el origen como el depósito;
b) el tipo de árido (véase la Norma EN 932-3, y para árido reciclado: “recycled
agreggate”);
c) para árido reciclado, la categoría según los constituyentes de la Tabla 3.2;
120
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d) el tamaño del árido.
3.2.1.1.5.- Anexo D. Evaluación de finos
ANEXO D (Normativo). EVALUACIÓN DE LOS FINOS.
Los finos se pueden considerar como no nocivos cuando se aplica una de las cuatro
condiciones siguientes:
a) el contenido total en finos del árido fino es menor del 3% o cualquier otro valor
conforme con las disposiciones en vigor en el lugar de utilización del árido;
b) el valor del equivalente de arena (SE), cuando se ensaya de acuerdo con la Norma
Europea EN 933-8, excede un límite inferior especificado;
c) el valor del equivalente de arena es menor que el límite (SE) particular, pero el
ensayo del azul de metileno da un valor menor que el límite (ME);
d) el ensayo del azul de metileno, cuando se realiza de acuerdo con la Norma Europea
EN 933-9 da un valor menor que el límite particular especificado.
Nota − No es posible fijar universalmente límites precisos utilizando los métodos de ensayo
relativos a diferentes áridos finos de ciertas regiones de Europa. Conviene establecer los
límites y/o las categorías a partir de la experiencia que exista sobre los requisitos de materiales
utilizados localmente de una manera satisfactoria, de acuerdo con las disposiciones en vigor en
el lugar de utilización del árido.
Nota − Los requisitos para el equivalente de arena y para el azul de metileno sobre una
fracción de 0/2 se deberían expresar, normalmente, con una probabilidad del 90%.
Nota − Cuando la equivalencia de las prestaciones con áridos satisfactoriamente conocidos se
establezca o cuando existan pruebas de una utilización satisfactoria, los finos contenidos en el
árido se pueden considerar como no nocivos.
3.2.1.1.6.- Anexo H. Control de producción de fábrica
ANEXO H (Normativo). CONTROL DE PRODUCCIÓN DE FÁBRICA
Información sobre materias primas
Adicionalmente, para la obtención de áridos reciclados debe existir documentación de control
de entrada de las materias primas para que puedan ser recicladas.
Nota – El procedimiento de control de entrada deberá identificar:
naturaleza de la materia prima,
fuente y lugar de origen,
suministrador y transportista.
Nota – En el caso de áridos reciclados, el proceso de almacenamiento seguido será suficiente
como identificación del origen.
121
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3.2.1.2.- Norma alemana sobre áridos reciclados (DIN 4226-100 2002)
"ÁRIDOS PARA MORTERO Y HORMIGÓN. ÁRIDOS RECICLADOS"
(DIN 4226-100 2002)
3.2.1.2.1.- Prólogo
Está basada en la DIN 4226-1 ("Aggregates for mortar and concrete"; norma ya no en
vigencia), edición de julio de 2001, e incluye requisitos especiales para áridos reciclados.
3.2.1.2.2.- Alcance
Esta norma especifica los requisitos para áridos reciclados con densidades de 1500 kg/m3 o
superiores, para el uso en morteros y hormigones. También especifica los requisitos para los
sistemas de control de producción y la evaluación de conformidad de dichos áridos.
3.2.1.2.3.- Conceptos
Hormigón triturado. Material resultante de la demolición de estructuras de hormigón y
pavimentos de hormigón tanto de carreteras como de aeropuertos, o de productos de
hormigón.
Árido reciclado. Árido resultante de procesar material inorgánico previamente utilizado en
construcción.
Arena reciclada machacada. Árido reciclado con 4 mm de tamaño máximo de partícula.
3.2.1.2.4.- Requisitos
General. Hasta que no se establezcan otras especificaciones, los áridos reciclados deben
cumplir los requisitos geométricos, físicos y químicos de la DIN 4226-1.
Tipos de áridos. Se establece una clasificación en función de la composición del árido
reciclado:
Tipo 1: escombros de hormigón
Tipo 2: productos de demolición
Tipo 3: escombros de ladrillos
Tipo 4: escombros de cubiertas
Composición. La composición de los áridos reciclados debe cumplir los requisitos especificados
en la Tabla 3.5. Los requisitos especificados en la Tabla 21 de la DIN 4226-1 no son de
aplicación para este caso.
Para determinar la composición, cada componente debe ser separado manualmente y pesado,
tras lo que deben prepararse muestras representativas, con peso no inferior a 1000 gramos
para el material con tamaño de partícula menor de 8 milímetros, y no inferior a 2500 gramos
para el material con tamaño de partícula superior a 8 milímetros.
122
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Las muestras de arena reciclada deben tomarse del tipo de árido pertinente.
Tabla 3.5: Composición de los áridos reciclados
Densidad y absorción. El valor de la densidad obtenido según la DIN-EN 1097-6, no debe ser
menor que el valor mínimo especificado en la Tabla 3.6. El valor de la absorción para las
partículas de tamaño superior a 2 milímetros tal como se especifica en el Anexo D
(determinación de la absorción), debe ser menor que el valor mínimo especificado en la Tabla
3.6.
Tabla 3.6: Densidad de partícula y absorción de agua
Cloruros solubles en ácido. El contenido de cloruros solubles en ácido obtenido según el Anexo
E (determinación del contenido de cloruros solubles en ácido), no debe exceder el 0,04% (m/m)
para áridos Tipo 1, 2 y 3, y 0,15% (m/m) para áridos Tipo 4 (Tabla 3.7).
Tabla 3.7: Categorías para el contenido máximo de cloruros solubles en ácido
123
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Retracción. Sin requerimientos.
Resistencia a la helada. Sin requerimientos.
Sustancias nocivas. La concentración de sustancias nocivas no debe exceder los valores
especificados en la Tabla 3.8.
Tabla 3.8: Concentración máxima de sustancias nocivas
3.2.1.2.5.- Anejo D. Determinación de la absorción
La absorción de los áridos reciclados ha de ser determinada dado que es el factor más
importante a la hora de establecer la relación agua/cemento.
124
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La masa de la muestra no debe ser menor de 50 veces el valor numérico del tamaño de la
partícula más larga, en gramos, con un mínimo de 500 gramos.
Cuando se ensaye la arena machacada de tamaño 0/2 ó 0/4, las partículas menores de 0,125
milímetros deben ser retiradas mediante tamizado húmedo.
Se secarán las muestras hasta masa constante a (110 ± 5) ºC, se enfriarán hasta temperatura
ambiente en desecador, y se pesarán para obtener la masa seca mg,od.
Cuando se ensayen los áridos gruesos reciclados, la muestra ha de mantenerse en agua a
temperatura ambiente durante 10 minutos, y después secada con paño de algodón hasta que
la superficie de todas las partículas se encuentre ligeramente húmeda.
Para obtener la absorción a corto plazo de la arena reciclada, la muestra secada hasta masa
constante y después enfriada hasta temperatura ambiente en desecador, se colocará en una
bandeja poco profunda y rociada con agua hasta que la superficie de todas las partículas esté
ligeramente mojada.
La muestra mojada debe ser pesada después para determinar la masa húmeda mf (en gramos).
La absorción W, en porcentaje, se obtiene según la siguiente fórmula:
W =
m f − m g ,od
m g ,od
Se tomará la media de 2 muestras tras 10 minutos.
125
× 100
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3.2.1.2.6.- Anejo F. Requerimientos
Tabla 3.9: Requerimientos
3.2.2.- Aplicación de arenas recicladas en hormigón estructural
3.2.2.1.- Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08)
La Instrucción de Hormigón Estructural no contempla la aplicación de arenas recicladas en
hormigón estructural, por lo que, en principio, las arenas recicladas deberían cumplir los
mismos requisitos que las arenas naturales. Dichos requisitos se resumen en la siguiente Tabla
3.10:
126
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Propiedad
Contenido
de finos
(% en peso)
Árido fino
Áridos redondeados o de machaqueo no calizos
≤6
Áridos de machaqueo calizos para clases
generales de exposición IIIa, IIIb, IIIc, IV o clase
específica de exposición Qa, Qb, Qc, E y F
≤ 10
Áridos de machaqueo calizos para clases
generales de exposición I, IIa o IIb
≤ 16
Granulometría
Porcentaje que pasa
(% en masa)
Árido fino
(D ≤ 4 y d = 0)
2—D
100
1,4—D
95 a 100
D
85 a 99
D
−
d/2
−
Terrones de arcilla (% en peso)
≤1
Material retenido en el tamiz 0,063 mm que flota
en un líquido de peso específico 2 (% en peso)
≤ 0,5
Compuestos totales de azufre
(% expresados en S y referidos al árido seco)
≤1
Sulfatos solubles en ácido
(% expresados en SO3 y referidos al árido seco)
≤ 0,8
Cloruros
(% expresados en Cl)
Hormigón armado
o en masa
≤ 0,05
Hormigón pretensado
≤ 0,03
Ambiente I, IIa y IIb
≥ 70
Resto ambientes y clases de exposición
≥ 75
Valor azul de metileno
(g/kg de muestra 0/2 mm)
f = finos fracción 0/2 (en g/kg)
UNE-EN
933-1
UNE-EN
933-2
UNE 7133
UNE-EN
1744-1
Color más
claro que
patrón
Materia orgánica
Equivalente
de arena
Método
de ensayo
Ambiente I, IIa y IIb
≤ 0,60—f / 100
Resto ambientes y clases de
≤ 0,30—f / 100
exposición
UNE-EN
933-8
UNE-EN
933-9
Friabilidad
≤ 40 (50)
UNE 83115
Absorción (% en peso)
≤5
UNE-EN
1097-6
Pérdida de peso con soluciones de sulfato magnésico (% en peso)
≤ 15
UNE-EN
1367-2
Tabla 3.10: Requisitos de aplicación para los áridos finos
127
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3.2.2.2.- Norma brasileña sobre el uso de áridos reciclados (NBR 15116/04)
"ÁRIDOS RECICLADOS DE RESIDUOS SÓLIDOS DE CONSTRUCCIÓN CIVIL"
(NBR 15116/04)
Clasificación de los residuos de construcción según la Resolución 307 de la Comisión Nacional
del Medio Ambiente (CONAMA), Cláusula 3ª:
- Clase A: son los residuos que pueden reutilizarse como árido reciclado, con origen:
a) Construcción, demolición, reforma y reparación de pavimentos, y otros
trabajos para infraestructuras como el movimiento de tierras.
b) Construcción, demolición, reforma y reparación de edificios: componentes
cerámicos, morteros y hormigones.
c) Producción y/o demolición de elementos prefabricados de hormigón.
- Clase B: plásticos, metales, vidrio, madera.
- Clase C: yeso y elementos no recuperables para su reutilización.
- Clase D: elementos peligrosos.
3.2.2.2.1.- Requerimientos para hormigón estructural
Tabla 3.11: Requerimientos para hormigón estructural
3.2.2.3.- Normas japonesas sobre áridos reciclados (Normas JIS 2005)
"USO DE ÁRIDO RECICLADO Y HORMIGÓN RECICLADO"
La normativa Japonesa “Uso de árido reciclado y hormigón reciclado”, norma específica para
hormigón reciclado, independiente de la norma para hormigón convencional (JIS 5308), permite
el empleo de árido reciclado procedente de hormigón para la fabricación de hormigón nuevo,
estableciendo distintas especificaciones en función de la aplicación de estos áridos. Quedan
por lo tanto excluidos los áridos reciclados de origen cerámico o mixto.
128
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Invertimos en su futuro
Sin embargo, se recoge como posible aplicación de los áridos reciclados la fabricación de
hormigón no estructural.
El árido reciclado podrá ser empleado para la fabricación de hormigón en masa o armado,
pudiéndose utilizar además del árido grueso reciclado, el árido fino reciclado. La sustitución del
árido natural puede ser total o parcial.
3.2.2.3.1.- Materiales
En los hormigones reciclados no es adecuado realizar ensayos de reactividad álcali-árido
debido a la gran heterogeneidad de la procedencia de los áridos reciclados. Sin embargo, se
han de tomar medidas para evitar estas reacciones, por lo que se deberá utilizar cemento con
adiciones de cenizas volantes o escorias granuladas.
Para optimizar la utilización del árido reciclado, la Japanese Industrial Standards JIS realizó
tres recomendaciones sobre el uso del árido reciclado de hormigón, clasificándolo en tres
clases “H, L y M”. Los requisitos del árido reciclado clase H, L y M así como las aplicaciones de
hormigón sugeridas se detallan en la Tabla 3.12.
En cuanto a los áridos reciclados, éstos deben cumplir los requisitos establecidos en la Tabla
3.13.
Además, se establecen unos husos granulométricos para el árido reciclado, que en el caso del
árido grueso, no difieren de los establecidos para el árido natural, mientras que para el árido
fino reciclado, se permite un mayor porcentaje de partículas menor de 0,15 mm (15% en vez
de 10%).
Clase del árido
reciclado
Clase H
Procesado del árido reciclado
Aplicaciones de hormigón
recomendadas
Árido reciclado que ha sufrido un
proceso avanzado de separación,
Puede utilizarse en aplicaciones
trituración y clasificación de la masa
estructurales con arena y grava
de hormigón generada por demolición natural o arena y grava recicladas.
de las estructuras
Clase L
Árido reciclado procedente de
Puede utilizarse para hormigón sin
residuos de hormigón triturado, pero
implicar costes y energía adicionales
sin tratamiento con agua
Clase M
Árido reciclado procesado por
demolición, trituración y clasificación
Puede utilizarse para componentes
que no son influenciados por la
retracción por secado o ciclos de
hielo-deshielo
Tabla 3.12: Clasificación de los áridos reciclados (clases H, L y M) en Japón
129
Unión Europea
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Uso de árido reciclado y hormigón reciclado (Normas JIS 2005)
Arena reciclada procedente de hormigón
Categoría del árido
H
M
3
≥ 2,5
Densidad (g/cm )
Absorción (%)
L
≤3
≥2
≤ 10
≤ 13
Contenido de finos (%)
≤7
≤8
Contenido de cloruros
(%)
≤ 0,04
-
Tabla 3.13: Requisitos de los áridos reciclados según la norma japonesa
3.2.3.- Aplicación de arenas recicladas en hormigón no estructural
3.2.3.1.- Norma brasileña sobre el uso de áridos reciclados (NBR 15116/04)
"ÁRIDOS RECICLADOS DE RESIDUOS SÓLIDOS DE CONSTRUCCIÓN CIVIL"
(NBR 15116/04)
[Clasificación de los residuos de construcción, ver Apartado I.1.2.2]
Define los requisitos de los áridos reciclados para su uso en pavimentación y hormigón sin
función estructural. Hormigón fabricado con cemento Pórtland y árido reciclado sin función
estructural: es el material destinado a ser usado como relleno, camas de mortero, aceras,
producción de artefactos no estructurales, bordillos, cunetas, estacas y tapiales. Estas
aplicaciones implican el uso de hormigones con resistencias a compresión correspondientes a
las clases C10 y C15 de la NBR 8953.
3.2.3.1.1.- RCA – Árido reciclado de hormigón obtenido del residuo de Clase A
Requerimientos para hormigón no estructural
El árido reciclado que puede utilizarse en hormigón no estructural ha de ser de Clase A. Los
residuos de Clase A deben ser inspeccionados visualmente y separados de los materiales de
Clases B, C y D. Productos como tierra vegetal, betunes, plásticos, metales, materia orgánica,
papel, cartón y yeso, son perjudiciales para el hormigón y deben ser separados de los
materiales que vayan a ser reciclados. Para preparar hormigón con árido reciclado es
necesario prehumectar tanto la fracción fina como la gruesa; un 80% del valor de la absorción
se considera adecuado.
130
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
Tabla 3.14: Requerimientos para hormigón no estructural
3.2.4.- Aplicación de arenas recicladas en mortero
3.2.4.1.- Norma alemana sobre áridos reciclados (DIN 4226-100:2002)
Esta norma especifica los requisitos para áridos reciclados, para el uso en morteros y
hormigones. [Ver Apartado 5.1.2]
3.2.4.2.- Norma europea sobre áridos para mortero (EN 13139:2002 / AC:2004)
"ÁRIDOS PARA MORTEROS"
(BS, NEN, DIN, NBN, NF y UNE EN 13139 2002 / AC 2004)
3.2.4.2.1.- Objeto y campo de aplicación
Esta norma europea (adoptada por Reino Unido, Holanda, Alemania, Bélgica, Francia y
España) especifica las propiedades de los áridos y del filler de los áridos obtenidos por un
proceso natural, materiales fabricados o reciclados, y las mezclas de estos áridos para
utilizarlos en los morteros para las edificaciones, carreteras y trabajos de ingeniería civil.
131
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
Nota − Los áridos usados en construcción deberían cumplir con todos los requisitos de esta
norma europea. El mandato M/125 "Áridos" incluye áridos reciclados y algunos materiales de
origen nuevo o no habitual así como los áridos naturales y manufacturados conocidos y
tradicionales. Los áridos reciclados se incluyen en las normas existiendo normas de métodos
de ensayo específicas para áridos reciclados que se encuentran en estado avanzado de
elaboración. Se pueden pedir características y requisitos específicos caso por caso
dependiendo de la experiencia de uso del producto, definidos en documentos contractuales.
3.2.4.2.2.- Términos y definiciones
Árido reciclado: Árido resultante del tratamiento de material inorgánico previamente empleado
en la construcción.
3.2.4.2.3.- Requisitos geométricos
Tamaños del árido. Se prefieren los siguientes tamaños de árido:
0/1 mm, 0/2 mm, 0/4 mm, 0/8 mm, 2/4 mm, 2/8 mm
Granulometría típica y tolerancias. Los siguientes requisitos se deben aplicar para el control de
la variabilidad de los áridos finos. Cuando se requiera, el productor del árido debe documentar
y declarar la granulometría típica de cada tamaño de árido fino producido. Cuando la
evaluación de la producción se realiza dentro de un sistema de control continuo de producción
en la fábrica, al menos el 90% de los veinte últimos resultados de la granulometría debe estar
comprendida dentro de las tolerancias apropiadas, que se especifican en la Tabla 3.15, con
relación a la granulometría declarada.
Tabla 3.15: Tolerancias de las granulometrías típicas declaradas por el productor
Forma de las partículas. La forma de las partículas de las fracciones de los áridos menores de
4 mm no es normalmente relevante en el comportamiento de los morteros.
132
Unión Europea
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Invertimos en su futuro
Contenido de finos. El contenido de finos del árido no debe exceder los límites especificados en
la siguiente Tabla 3.16 para cada una de las categorías. La categoría apropiada del árido se
debe seleccionar en función de su utilización final; por ejemplo:
Categoría 1: Morteros para pavimentos, proyectados, para reparación, pastas.
Categoria 2: Morteros para revocos y enlucidos.
Categorias 3 y 4: Morteros para albañilería.
Porcentaje máximo, en masa que pasa por el tamiz de 0,063 mm
Tamaño del
áridos (mm)
Categoría 1
Categoría 2
Categoría 3
Categoría 4
Categoría 5
0/4
3
5
8
30
-
Tabla 3.16: Categorías para el contenido máximo de finos
Cuando el contenido en finos en los áridos finos exceda del 3% en masa y se tenga evidencia
documentada de su empleo satisfactorio, no es necesario realizar ensayos adicionales. Cuando
se requiera, el contenido en finos nocivos en los áridos y en el filler de los áridos se debe
evaluar de acuerdo con el Anexo C.
Nota − Actualmente, mientras no se disponga de nuevas investigaciones, no es posible
establecer requisitos universales relativos a los finos nocivos de todos los materiales. En el
Anexo C se incluyen directivas suplementarias relacionadas con la evaluación de los finos
nocivos.
3.2.4.2.4.- Requisitos físicos
Densidad de las partículas. La densidad de las partículas se debe determinar de acuerdo con la
Norma Europea EN 1097-6. Los resultados se deben declarar indicando el número del
apartado del método del ensayo y las ecuaciones utilizadas.
Absorción de agua. La absorción de agua se debe determinar de acuerdo con la Norma
Europea EN 1097-6. Los resultados se deben declarar indicando el número del apartado del
método del ensayo y las ecuaciones utilizadas.
Resistencia al hielo y al deshielo. Cuando la resistencia al hielo y al deshielo de los áridos de 4
mm o menos y del filler del árido se requiera para una situación de utilización final, se debe
obtener realizando un ensayo de hielo/deshielo con el mortero, de acuerdo con las
disposiciones en vigor en el lugar de utilización.
3.2.4.2.5.- Requisitos químicos
Cloruros. Cuando se requiera, el contenido en cloruros solubles en agua de los áridos para
mortero y del filler del árido, expresado como iones cloruro, se debe determinar de acuerdo con
el capítulo 7 de la Norma Europea EN 1744-1:1998; el resultado se debe declarar por el
fabricante.
Sulfatos solubles en ácido. El contenido en sulfatos solubles en ácido en los áridos y en el filler
de los áridos para morteros, determinado de acuerdo con el Capítulo 12 de la Norma Europea
EN 1744-1:1998, debe estar de acuerdo con la categoría relevante especificada en la Tabla
3.17.
133
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Categoría
Sulfatos solubles en ácido
(% de pérdida, en masa)
AS0,2
≤ 0,2
AS0,8
≤ 0,8
ASdeclarado
> 0,8
ASNR
Ningún requisito
Tabla 3.17: Categorías para el contenido de sulfatos solubles en ácido
Componentes que alteran la velocidad de fraguado y la de endurecimiento del mortero. Los
áridos y el filler de los áridos que contienen materia orgánica u otras sustancias en
proporciones susceptibles de poder alterar la velocidad de fraguado y la de endurecimiento del
mortero, se deben evaluar para determinar su influencia en el tiempo de fraguado y en la
resistencia a compresión, de acuerdo con el Apartado 15.3 de la Norma Europea EN 17441:1998.
Las proporciones de tales sustancias no deben producir:
a) Un incremento del tiempo de endurecimiento de las probetas para ensayo de mortero
mayor de 120 min.
b) Una disminución de la resistencia a compresión de las probetas para ensayo de
mortero mayor del 20% a 28 días.
Reactividad álcali-sílice. Cuando se requiera, la reactividad álcali-sílice de los áridos y del filler
de los áridos se debe evaluar de acuerdo con las disposiciones en vigor en el lugar de
utilización: Los resultados se deben declarar.
Estos requisitos físicos y químicos se resumen en la siguiente Tabla 3.18, incluyendo la norma
de ensayo correspondiente en cada caso.
Requisitos
Parámetro de ensayo
Contenido en finos
Físicos
categoría
Densidad de las partículas
Absorción de agua
Método de
ensayo
Áridos para morteros
EN 933-1
de 1 a 5
EN 1097-6
Valor declarado
Cloruros solubles en agua
Químicos
Sulfatos solubles en ácido
categoría
EN 1744-1
Azufre total
Valor declarado
(cuando se requiera)
de AS0,2 a ASNR
< 1% (S, en masa)
Tabla 3.18: Principales requisitos físicos y químicos
3.2.4.2.6.- Anexo C. Evaluación de finos
Idéntico al Anexo D de la norma UNE-EN 12620, desarrollado en el Apartado I.1.1.1.5.
134
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.2.4.3.- Norma europea sobre áridos ligeros (EN 13055-1:2002)
"ÁRIDOS LIGEROS PARA HORMIGÓN, MORTERO E INYECTADO"
Esta norma europea especifica las propiedades de los áridos ligeros y áridos ligeros filler
obtenidos por tratamiento de materiales naturales, artificiales o reciclados, y las mezclas de
estos áridos, para la elaboración de hormigón, mortero o inyectado empleados en
edificaciones, carreteras y trabajos de obras públicas.
Se aplica a los áridos ligeros de origen mineral con una densidad de partículas no superior a
2,00 Mg/m3 (2.000 kg/m3), o una densidad aparente no superior a 1.200 kg/m3 (1,20 Mg/m3).
Los principales requisitos físicos y químicos exigidos a estos áridos se resumen en la siguiente
Tabla 1.19, incluyendo la norma de ensayo correspondiente en cada caso.
Nota − Los requisitos de esta norma europea se basan en la experiencia obtenida con tipos de
áridos con una pauta de uso establecida. Se debería prestar atención cuando se considere el
empleo de áridos de los que no se dispone de experiencia de uso final, por ejemplo, áridos
reciclados o áridos obtenidos a partir de determinados subproductos industriales. Tales áridos,
que deberían cumplir todos los requisitos de esta norma europea, podrán tener otras
características no incluidas en el Mandato M 125 que no son de aplicación a la generalidad de
los tipos de árido con una pauta de uso establecida, y cuando se exija, se podrá emplear la
normativa vigente en el lugar de uso para valorar su adecuación.
135
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Requisitos
Parámetro de ensayo
Método de
ensayo
Áridos ligeros para hormigón,
mortero e inyectado
Densidad aparente
EN 1097-3
±15% del valor declarado, con un
máximo de ±100 kg/m3
Densidad de las partículas
EN 1097-6
±15% del valor declarado, con un
máximo de ±150 kg/m3
(cuando se requiera)
Granulometría
Resultado declarado
Desclasificados inferiores
EN 933-1
Desclasificados superiores
Físicos
< 15% (en masa)
< 10% (en masa)
Contenido de finos
EN 933-1
Absorción de agua
EN 1097-6
(Anexo C)
Contenido de agua
EN 1097-5
Resistencia al machaqueo
EN 13055-1
(Anexo A)
Porcentaje de partículas fracturadas
EN 933-5
Resistencia a la desintegración
EN 13055-1
(Anexo B)
Valores declarados
(cuando se requiera)
Cloruros solubles en agua
Químicos
Sulfatos solubles en ácido
EN 1744-1
Azufre total
Valores declarados
Contaminantes orgánicos
Tabla 3.19: Principales requisitos físicos y químicos
3.2.5.- Otras aplicaciones de arenas recicladas
3.2.5.1.- Norma brasileña sobre el uso de áridos reciclados en pavimentación (NBR 15116/04)
"ÁRIDOS RECICLADOS DE RESIDUOS SÓLIDOS DE CONSTRUCCIÓN CIVIL"
(NBR 15116/04)
[Clasificación de los residuos de construcción, ver Apartado 5.2.2]
Esta norma define los requisitos de los áridos reciclados para su uso en pavimentación y
hormigón sin función estructural.
136
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.2.5.1.1.- RCA – Árido reciclado de hormigón obtenido del residuo de Clase A.
Requerimientos para pavimentos:
Tabla 3.20: Requerimientos para pavimentos
3.2.5.2.- Norma europea sobre áridos para uso en capas estructurales de firmes (UNE-EN
13242:2003+A1)
“ÁRIDOS PARA CAPAS GRANULARES Y CAPAS TRATADAS CON CONGLOMERANTES
HIDRÁULICOS PARA USO EN CAPAS ESTRUCTURALES DE FIRMES”
3.2.5.2.1.- Objeto y campo de aplicación
Esta norma europea especifica las propiedades de los áridos obtenidos por tratamiento de
materiales naturales, artificiales y reciclados, para materiales tratados con conglomerantes
hidráulicos y no tratados empleados en obras de ingeniería civil y construcción de carreteras.
Nota – Los áridos empleados en construcción deberían cumplir con todos los requisitos de
esta norma europea. El mandato M/125 “Áridos” incluye áridos reciclados y algunos materiales
de procedencia nueva o no habitual así como los áridos naturales y artificiales conocidos y
tradicionales. Los áridos reciclados se incluyen en las normas, existiendo para ellos normas de
métodos de ensayo específicas que se encuentran en estado avanzado de elaboración.
La necesidad de ensayar y declarar las propiedades especificadas en esta norma dependerá
del uso final o del origen del árido. Cuando se requiera, se deben realizar los ensayos
especificados en esta norma para determinar las propiedades correspondientes.
137
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.2.5.2.2.- Términos y definiciones
Árido reciclado. Árido resultante del tratamiento de material inorgánico previamente utilizado en
la construcción.
3.2.5.2.3.- Requisitos geométricos
Granulometría. La granulometría de los áridos, determinada según la Norma Europea EN 9331, debe cumplir los requisitos de la Tabla 3.21.
Tabla 3.21: Requisitos generales de la granulometría
Cuando se requiera, el fabricante debe documentar y, a petición, debe declarar la
granulometría típica para cada tamaño de árido fino o árido combinado producido. Las
desviaciones que se presenten deben cumplir los requisitos de tolerancia de las categorías
correspondientes de la Tabla 3.22, según la aplicación prevista o uso final.
138
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Tabla 3.22: Categorías de las tolerancias de la granulometría típica declarada por el proveedor de los áridos finos y
árido combinado
Contenido de finos. Cuando se requiera, el contenido de finos de los áridos gruesos, áridos
finos y árido combinado se debe declarar de acuerdo con la categoría correspondiente
especificada en la Tabla 3.23.
139
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Tabla 3.23: Categorías del máximo contenido de finos
Calidad de los finos. Si el contenido en finos de los áridos finos es superior al 3% en masa y se
ha podido documentar su uso satisfactorio, no será necesario realizar nuevos ensayos. Cuando
se requiera, la nocividad de los finos se debe evaluar de acuerdo con el Anexo A.
3.2.5.2.4.- Requisitos físicos
Densidad de partículas. Cuando se requiera, la densidad de las partículas se debe determinar
de acuerdo con los capítulos 7, 8 ó 9 de la Norma Europea EN 1097-6:2000, según el tamaño
de partícula del árido, y se declararán los resultados.
Absorción de agua. Cuando se requiera, la absorción de agua se deberá determinar de
acuerdo con los capítulos 7, 8 ó 9 de la Norma Europea EN 1097-6:2000, según el tamaño de
partícula del árido, y se declararán los resultados.
3.2.5.2.5.- Requisitos químicos
Sulfatos solubles en ácido. Cuando se requiera, el contenido de sulfatos solubles en ácido de
los áridos combinados para materiales tratados con conglomerantes hidráulicos, determinado
140
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
según la Norma Europea EN 1744-1, debe declararse de acuerdo con la categoría
correspondiente especificada en la Tabla 3.24.
Tabla 3.24: Categorías del contenido máximo de sulfatos solubles en ácido
Azufre total. Cuando se requiera, el contenido total de azufre en el árido, determinado según la
Norma Europea EN 1744-1, debe declararse de acuerdo con la categoría correspondiente
especificada en la Tabla 3.25.
Tabla 3.25: Categorías para el máximo contenido total de azufre
Sulfato soluble en agua. Cuando se requiera, el contenido de sulfato soluble en agua de los
áridos reciclados, determinado según la Norma Europea EN 1744-1, debe declararse de
acuerdo con la categoría correspondiente especificada en la Tabla 3.26.
141
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Tabla 3.26: Categorías para el máximo contenido de sulfatos solubles en agua
3.2.5.2.6.- Requisitos de durabilidad
Resistencia a los ciclos de hielo y deshielo
Absorción de agua como ensayo de reconocimiento de la resistencia a los ciclos de hielo y
deshielo: Cuando se requiera, la absorción de agua como ensayo de reconocimiento se debe
determinar por uno de los dos métodos de ensayo, el del Capítulo 7 o Capítulo 8 de la Norma
Europea EN 1097-6:2000, o el del Anexo B de la Norma Europea EN 1097-6:2000,
dependiendo del tamaño de árido, declarando el resultado y el método de ensayo que se
hubiera empleado.
Si la absorción de agua, determinada según el Capítulo 7 o el Capítulo 8 de la Norma Europea
EN 1097-6:2000, es igual o inferior al valor máximo de la categoría correspondiente
especificada en la Tabla 3.27, el árido deberá ser considerado como resistente a los ciclos de
hielo y deshielo.
Tabla 3.27: Categorías para los valores máximos de la absorción de agua (Capítulo 7 o Capítulo 8 de la Norma
Europea EN 1097-6:2000)
Si la absorción de agua, determinada según la Norma Europea EN 1097-6:2000, Anexo B, es
inferior al 0,5%, el árido debe ser considerado como resistente a los ciclos de hielo y deshielo
(ver Tabla 3.28).
142
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Tabla 3.28: Categorías para los valores máximos de la absorción de agua (EN 1097-6:2000, Anexo B)
Cuando se requiera, la resistencia a los ciclos de hielo y deshielo, determinada según la Norma
Europea EN 1367-1 o la Norma Europea EN 1367-2, se debe declarar de acuerdo con la
categoría correspondiente especificada en la Tabla 3.29 o la Tabla 3.30.
Tabla 3.29: Categorías para los valores máximos de la resistencia a los ciclos de hielo y deshielo
Tabla 3.30: Categorías de los valores máximos para el valor del sulfato de magnesio
3.2.5.2.7.- Anexo A. Evaluación de finos
Idéntico al Anexo D de la norma UNE-EN 12620, desarrollado en el Apartado I.1.1.1.5.
143
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.2.6.- Normativa de ensayo de aplicación para arenas recicladas
Las siguientes normas de ensayo están expresamente mencionadas en normativas
internacionales, con aplicación directa a los áridos reciclados.
3.2.6.1.- Retracción por secado (EN 1367-4:2008)
NORMA EN 1367 4 2008. DETERMINACIÓN
DE LA RETRACCIÓN POR SECADO
Esta norma aparece mencionada en la BS y NEN EN 12620:2002 + A1:2008 y exige que el
resultado de este ensayo sea inferior al 0,075%.
3.2.6.1.1.- Prólogo
Esta norma tiene como finalidad identificar los áridos con alta sensibilidad a la humedad, los
cuales pueden causar agrietamientos excesivos en le hormigón, deflexión y pérdida de
durabilidad. Este ensayo puede no ser adecuado para áridos ligeros.
Esta norma europea pertenece a una serie de normas de ensayos sobre las propiedades
térmicas de los áridos y su resistencia a agentes atmosféricos.
3.2.6.1.2.- Objeto y campo de aplicación
Esta norma describe el método de referencia a utilizar para el ensayo de tipo y, en caso de
litigio, para la determinación de la influencia de los áridos sobre la retracción por secado del
hormigón.
Esta norma se basa en el ensayo de hormigones de proporciones de mezcla definidas y con
áridos de tamaño máximo de 20 milímetros.
Nota – En aquellos casos que se requiera únicamente la determinación de la retracción por
secado de un origen de árido grueso o de un origen de árido fino (arena), el otro componente a
emplear debería ser, respectivamente, un árido fino o grueso con un valor de retracción bajo y
conocido.
Nota – Los áridos con una alta demanda de agua y/o alta porosidad pueden ocasionar en un
hormigón con un contenido en agua definido una mezcla con una trabajabilidad insuficiente
para permitir la total compactación de las probetas. Esto es probable que ocurra en
combinaciones de áridos que tengan un valor compuesto de absorción de agua mayor del
3,5%, o con densidades de partícula después de secado en estufa inferiores a 2,45 Mg/m3 (por
ejemplo, para áridos reciclados). En tales casos, puede llevarse a cabo una variación del
método (sin datos de precisión) mediante uno de los siguientes cambios en la mezcla del
hormigón:
- utilización de áridos en las condiciones saturada y de superficie seca;
- utilización de aditivos de reducción del agua.
144
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.2.6.2.- Análisis químico (EN 1744-1:1998)
NORMA EN 1744-1:1998. ANÁLISIS QUÍMICO
Esta norma aparece mencionada en la BS y NEN EN 12620:2002 + A1:2008. Si en la
realización del ensayo (con hidróxido sódico o ácido fúlvico) el sobrante líquido es más claro
que los colores estándar, los áridos pueden considerarse libres de materia orgánica.
3.2.6.2.1.- Objeto y campo de aplicación
Esta norma europea tiene por objeto fijar los procedimientos operatorios para realizar el
análisis químico de los áridos. Esta norma describe los procedimientos operatorios de
referencia y, en determinados casos, un procedimiento alternativo que proporciona resultados
equivalentes.
3.2.6.2.2.- Determinación de los compuestos orgánicos que afectan al fraguado y al
endurecimiento del cemento
Determinación del contenido en humus. El humus es una sustancia orgánica que se forma en
el suelo por descomposición de los residuos animales o vegetales.
Determinación del contenido en ácido fúlvico. Los ácidos fúlvicos son componentes de los
ácidos húmicos que tienen un efecto retardador en la hidratación de los cementos.
Determinación de los contaminantes orgánicos por el ensayo del mortero. El método del
mortero es un ensayo de prestaciones destinado a demostrar y cuantificar los efectos que
pueden tener los contaminantes orgánicos presentes en el árido sobre el fraguado y el
endurecimiento del mortero.
3.2.6.3.- Influencia en el tiempo de principio de fraguado (EN 1744-6:2006)
NORMA EN 1744 6 2006. ENSAYOS PARA DETERMINAR LAS PROPIEDADES QUÍMICAS
DE LOS ÁRIDOS. PARTE 6: DETERMINACIÓN DE LA INFLUENCIA DEL EXTRACTO DE
ÁRIDOS RECICLADOS EN EL TIEMPO DE PRINCIPIO DE FRAGUADO DEL CEMENTO
Esta norma aparece mencionada en la BS y NEN EN 12620:2002 + A1:2008. De acuerdo con
el resultado del ensayo, el árido se clasifica en diferentes categorías (ver Apartado 5.1.1.3).
Estas categorías van desde admitir un retraso en el principio de fraguado (≤ 10 minutos) hasta
no aplicar requisito alguno.
3.2.6.3.1.- Objeto y campo de aplicación
Esta norma europea especifica el procedimiento para la determinación de la influencia de los
componentes solubles en agua procedentes de áridos reciclados sobre el tiempo de fraguado
inicial del cemento.
Nota – En el Apartado 15.3 de la Norma Europea EN 1744-1:1998, se describe un
procedimiento para su utilización con áridos naturales; este procedimiento está concebido para
145
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
demostrar y cuantificar los efectos de los contaminantes orgánicos. No es adecuado para los
áridos reciclados porque éstos también pueden contener contaminantes inorgánicos.
3.2.6.3.2.- Reactivos
Cemento tipo CEM I conforme con los requisitos de la Norma Europea EN 197-1.
Agua desmineralizada o agua de pureza equivalente.
3.2.6.3.3.- Principio del método
Se extrae una porción de ensayo del árido con agua para eliminar los componentes solubles en
agua. El tiempo de fraguado inicial del cemento mezclado con el extracto se compara con el
tiempo inicial de fraguado del mismo cemento mezclado con agua desmineralizada.
3.2.6.3.4.- Cálculo y expresión de los resultados
La influencia, A, del extracto del árido, en minutos de diferencia con respecto a los tiempos de
fraguado iniciales, se calcula aplicando la siguiente ecuación:
A = tw − te
donde
tw es el tiempo de fraguado inicial de la pasta cemento/agua (en minutos)
te es el tiempo de fraguado inicial de la pasta cemento/extracto del árido (en minutos)
Un valor negativo de A indica un efecto retardante, un valor positivo indica un efecto
acelerante.
3.2.7.- Comparación de normativas sobre arena reciclada
En este apartado se recogen de forma resumida los principales límites que exigen las
normativas existentes para distintas propiedades de los áridos finos reciclados:
Áridos para hormigón (BS y NEN 12620 2002 + A1 2008)
Áridos reciclados
Densidad (kg/m³)
≥ 1500
Contenido de finos (% en peso)
Desde valor declarado hasta ≤ 3
Retracción por secado (en hormigón estructural)
≤ 0,075%
Cloruros solubles en ácido
Valor declarado por productor
Sulfatos solubles en agua (% en peso)
Desde no requerido hasta ≤ 0,2
Tabla 3.31: Requisitos de la norma EN 12620:2002 + A1:2008
146
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Áridos para mortero y hormigón. Áridos reciclados (DIN 4226-100 2002)
Árido reciclado procedente de hormigón
Hormigón y árido
≥ 90
Clínker
≤ 10
Arenisca calcárea
Constituyentes
(% en peso)
Otros minerales
≤2
Asfalto
≤1
Otros
≤ 0,2
Contenido de finos (% en peso)
≤ 10
Densidad (kg/m³)
≥ 2000
Absorción (%)
≤ 10
Cloruros solubles en ácido (% en peso)
0,04
Sulfatos solubles en ácido (% en peso)
≤ 0,08
Retracción
Sin requerimientos
Tabla 3.32: Requisitos de la norma DIN 4226-100:2002
Áridos reciclados de residuos sólidos de construcción civil (NBR 15116/04)
Arena reciclada procedente de hormigón
Utilización
Hormigón estructural
Hormigón no estructural
Sustitución (%)
≤ 20
-
Absorción (%)
≤ 12
3
≥ 2300
−
Materiales carbonosos
≤1
−
Cloruros
≤ 0,35
≤1
Densidad (kg/m )
Sulfatos
Impurezas
(% en peso)
≤1
Betunes
≤1
−
Materiales no minerales
≤ 0,5
≤2
Terrones de arcilla
−
≤2
Tierra y materia
orgánica
0
−
Total contaminantes
≤2
≤3
Tabla 3.33: Requisitos de la norma NBR 15116/04
147
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Uso de árido reciclado y hormigón reciclado (Normas JIS 2005)
Arena reciclada procedente de hormigón
Categoría del árido
H
3
> 2,5
Densidad (g/cm )
Absorción (%)
M
<3
L
> 2,0
< 10
< 13
Contenido de finos (%)
<7
<8
Contenido de cloruros
(%)
< 0,04
−
Tabla 3.34: Requisitos de las normas JIS
3.2.8.- Normativa sobre hormigones con arenas recicladas
En este apartado se recogen las consideraciones referentes a los hormigones reciclados
estructurales (fabricados utilizados con arenas recicladas de hormigón) que se han encontrado
en diferentes normas.
3.2.8.1.- Norma europea sobre áridos para hormigón (EN 12620 2002 + A1 2008). Anexo G.
Durabilidad del hormigón con árido reciclado
En este anexo informativo recogido en la norma europea de áridos para hormigón se recogen
consideraciones sobre los efectos que pueden ocasionar en la durabilidad del hormigón ciertos
compuestos químicos presentes en los áridos reciclados.
ANEXO G (Informativo). ORIENTACIONES SOBRE LOS EFECTOS DE ALGUNOS
COMPUESTOS QUÍMICOS DE LOS ÁRIDOS SOBRE LA DURABILIDAD DEL HORMIGÓN
DEL QUE FORMAN PARTE
3.2.8.1.1.- Cloruros en áridos reciclados
Para los áridos reciclados, concretamente los que proceden de hormigón estructural o mortero,
los cloruros pueden presentarse combinados con aluminato cálcico y otras fases. Es poco
probable que los cloruros puedan extraerse con agua mediante los procedimientos indicados
en el Artículo 7 de la EN 1744 1 1998, incluso si la muestra se ha triturado hasta obtener polvo
antes de la extracción.
Para muchos áridos reciclados es probable que el contenido en ión cloro sea bajo. El contenido
en cloruros solubles en ácido según la EN 1744 5, sobreestimará la disponibilidad de cloruros,
y su valor deberá ser utilizado en el cálculo del contenido en ión cloro del hormigón. Esto
deberá proveer un margen de seguridad adicional.
148
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.2.8.1.2.- Sulfatos
Los sulfatos solubles en agua presentes en los áridos reciclados, determinados según la norma
EN 1744-1, son esencialmente sulfatos potencialmente reactivos (como el yeso) y pueden dar
lugar a mayores valores de expansión del hormigón.
3.2.8.1.3.- Reacción álcali-sílice en áridos reciclados
Las consideraciones indicadas para áridos naturales puede que no sean las más apropiadas
para el uso de áridos reciclados. En el caso de áridos reciclados procedentes de hormigón,
será necesario establecer que el hormigón de procedencia no contiene áridos reactivos y, en
los casos en los que el nuevo hormigón tenga una limitación en el contenido de álcali, deberá
determinarse y tenerse en cuenta el contenido en álcali de los áridos reciclados. En el caso de
áridos reciclados en general, será apropiado considerar el material como un árido
potencialmente reactivo, a menos que se haya establecido específicamente que es no reactivo.
En ambos casos deberá considerarse la posibilidad de una variabilidad en la composición
impredecible.
3.2.8.1.4.- Componentes que influyen en el fraguado y endurecimiento del hormigón
Los componentes de los áridos reciclados que pueden influir negativamente sobre la velocidad
de hidratación del cemento, alterando la velocidad de fraguado y endurecimiento del hormigón,
pueden ser inorgánicos, y, por tanto, no se detectarán mediante los procedimientos indicados
en 15.3 de EN 1744 1 1998. Para áridos reciclados deberán aplicarse los procedimientos
dados en EN 1744 6.
3.2.8.2.- Norma brasileña sobre el uso de áridos reciclados (NBR 15116/04)
Esta norma permite la utilización de arenas recicladas en porcentaje máximo del 20% para la
fabricación de hormigones hasta 40 megapascales. Los áridos reciclados deberán cumplir los
requisitos que se recogen en el apartado I.1.2.2.
Asimismo esta norma regula el uso de los áridos reciclados para su uso en pavimentación y
hormigón sin función estructural, destinado a ser usado como relleno, camas de mortero,
aceras, producción de artefactos no estructurales, bordillos, cunetas, estacas y tapiales. Estas
aplicaciones implican el uso de hormigones con resistencias a compresión correspondientes a
las clases C10 y C15 de la NBR 8953. Los áridos reciclados deberán cumplir los requisitos que
se recogen en el apartado I.1.3.1.
3.2.8.3.- Normas japonesas sobre áridos reciclados (Normas JIS 2005)
"USO DE ÁRIDO RECICLADO Y HORMIGÓN RECICLADO"
El árido reciclado podrá ser empleado para la fabricación de hormigón en masa o armado,
pudiéndose utilizar además del árido grueso reciclado, el árido fino reciclado. La sustitución del
árido natural puede ser total o parcial.
No se podrá utilizar hormigón reciclado procedente de pavimentos con asfalto ni hormigón que
incluya productos cerámicos. Después de la trituración, el árido reciclado (fino y/o grueso) se
debería procesar en un molino para eliminar el mortero adherido y los finos
149
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Esta norma incluye los siguientes requisitos:
3.2.8.3.1.- Clasificación
Para facilitar el control de calidad del hormigón, se ha establecido una tipología simplificada,
clasificándolo en los siguientes grupos:
- Hormigón pobre: que engloba hormigones de rellenos o de nivelación para hormigón
no estructural.
- Hormigón armado: en el que se controla el contenido de cloruros.
- Hormigón estructural.
Los requisitos que deben cumplir los distintos grupos de hormigones son los siguientes
recogidos en la Tabla 3.35:
Uso en obra civil
Clase
Resistencia
(N/mm2 )
Dmáx (mm)
Cono (cm)
Contenido de
cloruros (kg/m3 )
Hormigón pobre
12
20 - 25
< 15
-
Hormigón armado
12
20 - 25
< 15
0,6
Hormigón estructural
18 (* )
Según necesidades
Según necesidades
Según necesidades
( )
* Mínima resistencia exigida a los hormigones convencionales
Tabla 3.35: Requisitos para diferentes tipos de hormigones reciclados
3.2.8.3.2.- Control de calidad
En el control de la resistencia del hormigón se deberán ensayar tres probetas, de las cuales,
en los dos primeros tipos, el valor mínimo ha de ser 10 N/mm2 y el valor medio superior a 12
N/mm2.
3.2.8.3.3.- Dosificación
La dosificación requiere una relación agua/cemento máxima de 0,60 y un contenido de
cemento superior a 280 kg/m3, que aseguran una resistencia superior a 12 N/mm2.
3.2.8.3.4.- Equipos para producir hormigón reciclado
Esta norma incluye la necesidad de incorporar en el sistema de producción de hormigón
reciclado un dispositivo de humectación de los áridos reciclados, al igual que se realiza con los
áridos ligeros, para homogeneizar las propiedades del hormigón reciclado.
A su vez, se permite la utilización de mezcladoras continuas, que no están permitidas en el
hormigón convencional, y se incrementa la tolerancia en los pesos de los materiales.
150
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.2.8.3.5.- Inspección
Los métodos de ensayo de resistencia, consistencia, contenido de aire ocluido y contenido de
cloruros son los mismos que para el hormigón convencional, y la frecuencia de control será
semanal para la resistencia y diaria para el resto.
3.2.8.4.- Normativa española sobre hormigón
la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 no contempla la aplicación de arenas recicladas
en hormigón estructural.
Tampoco existe normativa específica que contemple la utilización de estas arenas en
hormigones no estructurales. Como dato de referencia, se incluyen en este apartado de forma
resumida los requisitos exigidos por la normativa española para la utilización del hormigón no
estructural en diferentes aplicaciones, cuando se utilizan áridos naturales (Tabla 3.36).
Hormigón
EHE-08
PPT Generales
para Obras de
Carreteras y
Puentes
PG3 y PG4
Hormigón de
limpieza
Hormigón no
estructural
Cunetas
Arquetas y
pozos de registro
fck mínima
(N/mm2 )
-
Contenido cemento ≥ 150 kg/m3
Recomendación TM árido = 30 mm
15
Recomendación TM árido = 30 mm
20
Cumplimiento EHE
12
-
Hormigón magro
y magro vibrado
Entre
12 y 20
Encintado
de bordillos
15
Aceras de
baldosas
12,5
PPT Particulares
Empotramiento
del Ayuntamiento
de señales
de Madrid
retroflectantes
Cimentación
de pórticos y
banderolas
Fondo de
zanja para
canalizaciones
Asociación de
Solera de
Fabricantes de
hormigón
Tuberías de
Cama de
Presión de HAP
hormigón
(AFTHAP)
Requisitos adicionales
Contenido cemento ≥ 140 kg/m3
a/c ≥ 0,75
Utilización de aireante
Consistencia blanda
TM árido = 20 mm
Ambiente IIa
Consistencia blanda
TM árido = 20 mm
Ambiente IIa
Cemento SR
15
Consistencia blanda
TM árido = 20 mm
25
Consistencia blanda
TM árido = 20 mm
17,5
-
15
TM árido = 20 mm
20
Consistencia muy plástica
TM árido = 20 mm
Tabla 3.36: Requisitos para la utilización de hormigón no estructural en diferentes aplicaciones
151
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.2.9.- Normativa sobre morteros con arenas recicladas
3.2.9.1.- Norma UNE-EN 998-1. Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 1:
Morteros para revoco y enlucido
Esta norma especifica los requisitos de las prestaciones finales que son de aplicación a los
morteros para revoco/enlucido hechos en fábrica (morteros industriales) a base de
conglomerantes inorgánicos para exteriores (revocos) e interiores (enlucidos) utilizados en
muros, techos, pilares y tabiques. Adicionalmente, indica que las características de las materias
primas deben permitir obtener un producto terminado conforme con estos requisitos, debiendo
el fabricante conservar registros de cómo se ha establecido la aptitud de empleo de dichas
materias primas.
La variedad de campos de aplicación y condiciones de exposición de los morteros requieren
que éstos tengan diferentes propiedades y niveles de prestaciones. Para estos propósitos, la
resistencia a compresión, la absorción de agua y la conductividad térmica se deben clasificar
de acuerdo con la Tabla 3.37. Las propiedades relativas a la utilización prevista y/o al tipo de
producto se deben declarar de acuerdo con la Tabla 3.38. Los valores y/o clases declarados
deben cumplir con los requisitos especificados en la Tabla 3.38.
Si la utilización prevista en el mercado para el correspondiente mortero para revoco/enlucido lo
justifica, otras propiedades adicionales a las especificadas en la Tabla 3.38, se pueden declarar
para cada tipo de mortero.
Propiedades
Intervalo de resistencia a
compresión a 28 días
Absorción de agua por
capilaridad
Conductividad térmica
Categorías
Valores
CS I
CS II
CS III
CS IV
W0
W1
W2
T1
T2
0,4 N/mm2 a 2,5 N/mm2
1,5 N/mm2 a 5,0 N/mm2
3,5 N/mm2 a 7,5 N/mm2
≥ 6 N/mm2
no especificado
c ≤ 0,40 kg/m2 —min0,5
c ≤ 0,20 kg/m2 —min0,5
≤ 0,1 W/m—K
≤ 0,2 W/m—K
Tabla 3.37: Categorías de resistencia a compresión, absorción de agua y conductividad térmica
152
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Morteros para revoco/enlucido
Método de
ensayo
Parámetro de ensayo
Ligero
Coloreado
Densidad en
seco aparente
kg/m3
EN 1015-10
Intervalo
de valores
declarados
Intervalo
de valores
declarados
≤ 1300
Resistencia a
compresión
categoría
EN 1015-11 a
de CSI
a CSIV
de CSI
a CSIII
Resistencia de
unión (adhesión)
Adhesión
(tras ciclos climáticos
de acondicionamiento)
N/mm 2 y
forma de
rotura
(FP)
de CSI
a CSII
CSII
EN 1015-21
-
valor
declarado
y FP
-
de W0 a W2
de W1 a
W2
mm
EN 1015-18
Permeabilidad al agua
sobre soportes relevantes
(tras ciclos climáticos
de acondicionamiento)
ml/cm2
tras 48 h
EN 1015-21
clase
de CSI a CSIV
≥ que el valor
declarado y FP
Penetración de agua
(tras ensayo de
absorción de agua)
Reacción al fuego
Intervalo de valores declarados
-
EN 1015-18
W/m—K
Para
Para
aislamiento
renovación
térmico
≥ que el valor declarado y FP
categoría
kg/m2
tras 24 h
Conductividad térmica
λ10,seco,mat c
(morteros sometidos
a requisitos térmicos)
Monocapa
EN 1015-12
Absorción de agua
por capilaridad
(morteros utilizados
en exterior)
Coeficiente de permeabilidad
al vapor de agua (µ)
(morteros utilizados en exterior)
a
Uso
corriente
-
-
EN 1015-19 a,b
≤1
≤ que el valor declarado
≥ 0,3
W1
≤5
-
-
≤ 15
EN 1745
Tabla A.12
Valor medio tabulado
(P = 50%)
-
EN 1745
4.2.2
-
T1: ≤ 0,10
T2: ≤ 0,20
EN 13501-1
Los morteros que contengan >1% (en masa o en volumen, el más crítico) de
materiales orgánicos se clasifican en la clase A1, sin necesidad de ensayos.
Para la determinación de las condiciones de almacenamiento, el contenido en cal aérea se debe calcular y expresar como hidróxido de calcio, Ca(OH)2
b
El método de ensayo EN 1015-19 determina la permeabilidad al vapor de agua, A, en kg/m2—s—Pa, mientras que el valor especificado en esta norma corresponde
al coeficiente de permeabilidad al vapor de agua, µ
El cálculo de µ a partir de A, se realiza por medio de la expresión siguiente: µ = (1,94—10-10)/A
Cuando 1,94—10-10 corresponde al equivalente en aire del factor de permeabilidad al vapor de agua para una temperatura de 20 ºC y una presión atmosférica de
101325 Pa
c
Se puede utilizar igualmente otro fractil. Si así se hace, el fractil utilizado debe indicarse junto al valor adicional de λ10,seco,mat
Tabla 3.38: Requisitos según la utilización prevista y/o tipo de producto
3.2.9.2.- Norma UNE-EN 998-2. Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 2:
Morteros para albañilería
Esta norma especifica los requisitos que son de aplicación a los morteros para albañilería
hechos en fábrica (morteros industriales) utilizados en muros, pilares y tabiques de albañilería.
Adicionalmente, indica que las características de las materias primas deben permitir obtener un
153
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
producto terminado conforme con estos requisitos, debiendo el fabricante conservar registros
de cómo se ha establecido la aptitud de empleo de dichas materias primas.
La variedad de campos de aplicación y condiciones de exposición de los morteros requieren
morteros con diferentes propiedades y niveles de prestaciones. Para estos propósitos, la
resistencia a compresión se debe clasificar de acuerdo con la Tabla 3.39. Las propiedades
relativas a la utilización prevista y/o al tipo de producto se deben declarar de acuerdo con la
Tabla 3.40. Los valores y/o clases declarados deben cumplir con los requisitos especificados
en la Tabla 3.40.
Clase
Resistencia a
compresión
M1
M2,5
M5
M10
M15
M20
Md
1
2,5
5
10
15
20
d
N/mm2
d es una resistencia a compresión mayor de 20 N/mm2 y múltiplo de 5, declarada por el fabricante
Tabla 3.39: Clases de la resistencia a compresión
Método de
ensayo
Parámetro de ensayo
Uso corriente
Ligero
Intervalo
de valores declarados
Intervalo
de valores declarados
≤ 1300
Densidad en
seco aparente
kg/m 3
EN 1015-10
Resistencia a
compresión
categoría
EN 1015-11
de M1 a Md
Absorción de agua por capilaridad
(morteros utilizados en exterior)
categoría
EN 1015-18
≤ que el valor declarado
EN 1745
Tabla A.12
Valor medio tabulado
Coeficiente de permeabilidad
al vapor de agua
(morteros utilizados en exterior)
Conductividad térmica λ 10,seco,mat
(morteros sometidos
a requisitos térmicos)
Reacción al fuego
a
Morteros para albañilería
a
W/m—K
clase
EN 1745
Tabla A.12
Valor declarado
-
EN 1745
4.2.2
-
Valor declarado
EN 13501-1
Los morteros que contengan > 1% (en masa o en
volumen, el más crítico) de materiales orgánicos se
clasifican en la clase A1, sin necesidad de ensayos
Se puede utilizar igualmente otro fractil. Si así se hace, el fractil utilizado debe indicarse junto al valor adicional de λ10,seco,mat
Tabla 3.40: Requisitos según la utilización prevista y/o tipo de producto
3.3.- ESTUDIO EXPERIMENTAL: PROPIEDADES DE LAS ARENAS RECICLADAS
3.3.1.- Resultados de los ensayos de caracterización
En la siguiente Tabla 3.41 se recogen los resultados de los ensayos de caracterización físicos y
químicos realizados a todas las arenas estudiadas (catorce arenas recicladas de hormigón y
dos arenas calizas de machaqueo). Asimismo, cuando procede, se incluyen los requisitos
154
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
establecidos en la Instrucción EHE-08 para la aplicación de arenas naturales en hormigón
estructural (la Instrucción EHE-08 no contempla la aplicación de arenas recicladas en hormigón
estructural, por lo que, en principio, las arenas recicladas deberían cumplir los mismos
requisitos que las arenas naturales). Se han resaltado en color amarillo los resultados que
incumplen con el requerimiento correspondiente.
AFE AFN1 AFN2 AFN3 AFN4 AFN5 AFN6 AFS1 AFS2 AFS3 AFS4 AFS5 AFV1 AFV2
AFC1
AFC2
EHE 08
Densidad aparente
g/cm3
2,26
2,42
2,33
2,38
2,28
2,27
2,19
2,31
2,42
2,43
-
2,73
2,34
2,67
2,75
2,70
-
Densidad de partícula
tras secado en estufa
g/cm3
2,09
2,08
1,99
2,18
2,07
2,06
1,87
2,01
2,24
2,30
-
2,57
2,03
2,55
2,55
2,58
-
Densidad real de
muestra saturada con
superficie seca
g/cm3
2,16
2,22
2,14
2,26
2,16
2,15
2,02
2,13
2,31
2,35
-
2,63
2,16
2,60
2,62
2,63
-
Absorción a las 24h
%
3,9
6,2
5,3
2,2
4,4
4,9
5,7
4,0
2,9
2,9
4,2
2,3
3,8
1,9
2,9
1,7
≤5
Friabilidad de la arena
21
19
23
17
18
21
24
22
22
31
15
21
19
21
26
27
≤ 40
Módulo granulométrico
3,5
3,3
3,4
3,4
2,8
3,1
2,5
2,9
2,7
3,2
3,1
3,2
3,0
3,3
3,1
3,83
2,1 - 3,9
Tamaño máximo
mm
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Contenido de finos
%
5,10
4,31
3,34
7,68
8,62
4,14
6,30 11,40 9,80 11,00 6,40
7,90
6,96
9,30
12,48
8,40
≤ 6 (1)
≤ 10 (2)
≤ 16 (3)
3
Partículas ρ < 2 g/cm
ligeras
ρ < 1 g/cm3
%
0,56
1,90
0,80
4,10
3,60
4,90
1,92
1,00
0,21
1,90
1,06
-
0,00
≤ 0,5
%
0,007 0,06
0,02
0,01
0,01
0,01
0
0
-
0,03
-
-
≤1
0,57
1,16
0,20
0,011 0,01 0,005 0,02
Compuestos totales de
azufre
SO3 %
1,43
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2,68
0,96
1,65
-
0,03
Sulfatos solubles
SO3 %
1,23
0,98
1,27
0,54
0,93
0,7
-
0,72
-
-
-
2,52
0,79
1,22
-
0,03
≤ 0,8
Equivalente de arena
%
81
81
59
53
70
88
80
40
29
30
60
51
70
36
56
66
≥ 70 (4)
≥ 75 (5)
Absorción 24h
(Analizador)
%
3,7
5,1
4,2
3,0
4,2
5,2
5,2
4,9
4,0
3,6
6,0
2,8
3,3
2,6
1,5
1,3
-
Humedad crítica 24h
(Analizador)
%
11,5
9,5
7,8
5,8
8,9
7,7
10,3
13,1
8,7
7,6
11,7
7,3
10,2
5,8
7,5
9,7
-
(1)
Áridos finos redondeados o de machaqueo no calizos.
Áridos finos de machaqueo calizos para obras sometidas a las clases generales de exposición IIIa, IIIb, IIIc, IV o bien a alguna clase específica de exposición Qa, Qb, Qc, E y F.
Áridos finos de machaqueo calizos para obras sometidas a las clases generales de exposición I, IIa o IIb y no sometidas a ninguna de las clases específicas de exposición Qa, Qb, Qc, E, H y F.
(4)
Obras sometidas a la clase general de exposición I, IIa ó IIb.
(5)
Resto de casos.
(2)
(3)
Tabla 3.41: Caracterización de las arenas estudiadas y requisitos de la EHE
A la vista de los resultados se concluye que las catorce arenas recicladas cumplen con todos
los requerimientos establecidos en la EHE-08, exceptuando los siguientes:
Coeficiente de absorción de agua: Incumplen tres de las catorce arenas recicladas estudiadas.
Contenido de finos: Incumplen diez de las catorce arenas recicladas estudiadas.
Contenido de partículas ligeras que flotan en un líquido de peso específico dos: Incumplen
doce de las catorce arenas recicladas estudiadas.
Contenido de sulfatos solubles en ácido: Incumplen seis de las diez arenas recicladas a las que
se ha realizado este ensayo.
Equivalente de arena: Incumplen 8 de las catorce arenas recicladas estudiadas, así como las
dos arenas calizas.
155
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3.3.2.- Densidad y absorción
El coeficiente de absorción está directamente relacionado con la densidad de acuerdo con los
resultados obtenidos en las diferentes arenas recicladas: las arenas de mayor presentan una
menor porosidad, y, por tanto, menor absorción de agua (Figura 3.1).
Absorción a las 24 h (%)
Los valores del coeficiente de absorción obtenidos han sido reducidos en casi todas las arenas
ensayadas, por lo que cumplirían en su mayoría con los límites exigidos por la normativa
internacional, que admiten coeficientes de absorción hasta el 13%.
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
DIN, JIS (L)
JIS (H), JIS (M)
JIS (L)
NBR
DIN, JIS (M)
f(x) = -4,82x + 14,33
R² = 0,67
EHE-08
AFC1
JIS (H)
AFC2
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
Densidad de partícula (g/cm³)
Figura 3.1: Relación entre densidad de partícula y absorción a las 24 h
3.3.3.- Finos
Los finos de las arenas son objeto de control en la normativa por su efecto importante en la
demanda de agua y retracción de morteros y hormigones. Este control se ejerce limitando el
porcentaje de finos que pasan por el tamiz de 63 micras, que considera únicamente el
contenido total de finos, así como por el valor del equivalente de arena, que también tiene en
cuenta la naturaleza de los mismos.
La mayoría de las arenas recicladas estudiadas incumplen el límite establecido por la
Instrucción EHE-08 en cuanto a contenido de finos. Tal y como queda recogido en los
comentarios de la citada Instrucción, dicho requerimiento trata de limitar la presencia de finos
arcillosos en la arena, debido a su efecto negativo sobre las propiedades resistentes y de
durabilidad del hormigón. Sin embargo, es razonable suponer que en el caso de las arenas
recicladas su alto contenido en finos se debe a la presencia de la pasta de cemento adherida,
cuya influencia sobre las propiedades del hormigón es posible que no resulte tan negativa
(como ocurre, por ejemplo, con los finos procedentes de rocas calizas o dolomías). La
Instrucción EHE-08 aplica límites al contenido de finos (según el ambiente), al equivalente de
arena y, si éste no se cumple, al ensayo del azul de metileno. También admite el estudio de la
naturaleza de los finos mediante difracción de rayos X (DRX).
156
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
En el mismo sentido, tanto la norma europea de áridos áridos para hormigón (EN 12620:2002
+ A1:2008, como la de áridos para mortero (EN 13139:2002 / AC:2004) y áridos para
capas granulares y capas tratadas con conglomerates hidráulicos (UNE-EN
13242:2003+A1) evalúan la calidad de los finos atendiendo a tres criterios:
a) se encuentran en proporción inferior al 3%,
b) el equivalente de arena sobrepasa un límite especificado,
c) el ensayo del azul de metileno es inferior a un límite especificado, o
d)se establece una equivalencia de prestaciones en relación a un árido conocido de
comportamiento satisfactorio.
3.3.3.1.- Contenido de finos
La Figura 3.2 recoge el contenido de finos de las catorce arenas recicladas y las dos arenas
calizas estudiadas, así como los diferentes límites de la normativa nacional e internacional. Los
puntos discordantes (que aparecen redondeados en el gráfico) no se han considerado para
calcular la regresión.
13
AFC1
12
EN 13139: Mortero
JIS H: Hormigón estructural
JIS M: Hormigón no estructural
JIS L:Hormigón sin requisitos
de retracción o helada
11
Contenido de finos (%)
10
9
AFC2
JIS (L), EN 13139 (Categoría 3)
8
7
JIS (H), JIS (M)
6
5
4
EN 13139 (Categoría 2)
AFN2
3
EN 13139 (Categoría 1)
2
f(x) = -0,10x + 13,62
R2 = 0,77
1
0
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Equivalente de arena (%)
Figura 3.2: Relación entre equivalente de arena y contenido de finos
De acuerdo con estas normas las arenas recicladas estudiadas podrían ser utilizadas para:
Morteros para pavimentos, proyectados, para reparación, pastas, etcétera (morteros de
Categoría 1 de la norma UNE-EN 13139): 0 de 14 arenas recicladas estudiadas.
Morteros para revocos y enlucidos (morteros de Categoría 2 de la norma UNE-EN 13139): 3 de
14 arenas recicladas estudiadas.
157
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Morteros para albañilería (morteros de Categoría 3 de la norma UNE-EN 13139): 9 de 14
arenas recicladas estudiadas.
Hormigones no influenciados por la retracción por secado ni ciclos hielo-deshielo (norma JIS L):
9 de 14 arenas recicladas estudiadas.
Hormigones estructurales (normas JIS M y H): 7 de 14 arenas recicladas estudiadas.
3.3.3.2.- Calidad de los finos
La Figura 3.3 relaciona el contenido de finos en todas las arenas estudiadas con el valor del
equivalente de arena. Se recogen los resultados tanto de las catorce arenas recicladas como
de las dos arenas calizas de machaqueo. Se incluyen, asimismo, los límites recogidos en la
Instrucción EHE-08 (Nota: el índice equivalente de arena ha sido determinado en el Laboratorio
de Geotecnia del CEDEX, de acuerdo con la norma UNE 103 109, de aplicación para suelos.
No obstante, el procedimiento de ensayo descrito en la citada norma es análogo al de la norma
UNE-EN 933-8, de aplicación para áridos y citada en la Instrucción EHE-08. El ensayo se
realizó sobre la fracción 0/4 milímetros, tal como indica dicha Instrucción).
16
(3)
15
14
13
AFC1
Contenido de finos (%)
12
11
10
(2)
9
AFC2
8
7
6
(1)
5
4
AFN2
3
2
1
(4)
f(x) = -0,10x + 13,62
R2 = 0,77
(5)
0
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Equivalente de arena (%)
(1)
Áridos finos redondeados o de machaqueo no calizos.
(2)
Áridos finos de machaqueo calizos para obras sometidas a las clases generales de exposición IIIa,
IIIb, IIIc, IV o bien a alguna clase específica de exposición Qa, Qb, Qc, E y F.
(3)
Áridos finos de machaqueo calizos para obras sometidas a las clases generales de exposición I, IIa o
IIb y no sometidas a ninguna de las clases específicas de exposición Qa, Qb, Qc, E, H y F.
(4)
Obras sometidas a la clase general de exposición I, IIa ó IIb.
(5)
Resto de casos.
158
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Figura 3.3: Relación entre equivalente de arena y contenido de finos
En los resultados obtenidos, se comprueba que existe una buena correlación entre el contenido
de finos y el equivalente de arena (en la regresión calculada no se han considerado dos
resultados discordantes, que aparecen redondeados en el gráfico). Ésto indicaría que es la
propia naturaleza de los finos de las arenas recicladas la que reduce el valor del equivalente de
arena, de forma proporcional a su contenido, y no la existencia de contaminación por finos
arcillosos. Por otra parte, tan sólo una muestra de arena reciclada presenta un bajo equivalente
de arena (esta arena no ha sido tenida en cuenta en la regresión), aún conteniendo un
reducido porcentaje de finos, por lo que debería ser analizada para determinar la causa del
bajo equivalente, que puede estar relacionado con la presencia de finos arcillosos.
Por otra parte, se comprueba que existe coherencia entre los requisitos establecidos por la
Instrucción EHE-08 para el contenido total de finos y el equivalente de arena de los áridos
finos. De esta forma, el límite para el contenido total de finos para arenas no calizas (≤ 6%) se
correspondería con el límite para el equivalente de arena (≥ 70%). El cumplimiento de estos
límites permitiría utilizar las arenas en cualquier ambiente, al tratarse de arenas con pocos finos
que no deberían demandar mucha agua. Sin embargo, estos límites tan estrictos sólo han sido
cumplidos por cuatro de las catorce arenas recicladas analizadas.
El resto de las arenas recicladas quedarían excluidas por su contenido de finos, ya que sólo se
permiten para el caso de arenas calizas. En la Figura 3.3 se han incluido los valores obtenidos
del equivalente de arena y contenido de finos de las dos arenas calizas utilizadas en este
estudio. Se observa que una de ellas se adapta perfectamente al resto de arenas recicladas,
mientras que la otra resulta sensiblemente discordante. Las arenas recicladas analizadas que
presentaban un contenido de finos similar a esta arena caliza han dado un equivalente de
arena notablemente inferior, lo cual podría indicar que presentan finos de menor densidad
asociados a la pasta de cemento pulverizada.
El estudio de Difracción de Rayos X de los finos contenidos en las arenas recicladas se
muestra en la Tabla 3.42. Se observan como componentes mayoritarios calcita (mineral
principal de la roca caliza) y cuarzo, ambos componentes no perjudiciales para la demanda de
agua. Se observan también etringita y portlandita, procedentes de la pasta de cemento
hidratada. En algunas de las muestras se detectan arcillas no expansivas (illita) e incluso en
dos de las arenas se detecta montmorillonita (arcilla expansiva), si bien el equivalente de arena
en ambas puede justificarse, como en el resto, simplemente a partir de su contenido de finos,
por lo que puede suponerse que la cuantía de finos arcillosos no es elevada.
159
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
( )
*
Contenido
de finos
Equivalente
de arena
%
%
Minerales principales
Minerales minoritarios
AFN1
4,31
81
Cuarzo, calcita, etringita
Illita
AFN2
3,34
36
Cuarzo, calcita, etringita
Feldespatos (albita),
dolomita, illita
AFN3
7,68
53
Cuarzo, calcita, etringita
Feldespatos (microclina),
illita
AFN4
8,62
70
Cuarzo, calcita,
dolomita, feldespatos
(albita)
Illita
AFN5
4,14
88
Cuarzo, calcita
Feldespatos (anortita),
illita, etringita,
portlandita, yeso
AFN6
6,3
80
Cuarzo, calcita
Feldespatos (ortoclasa),
etringita, illita, yeso
AFS1
11,4
40
Cuarzo, calcita
Portlandita, illita,
etringita, yeso
AFS2
9,8
29
Cuarzo, calcita
Etringita, feldespatos
(albita), illita
AFS3
11
30
Cuarzo, calcita
Illita, etringita,
montmorillonita
AFS4
6,4
-
Cuarzo, calcita
Etringita, feldespatos
(anortita y microclina),
illita, montmorillonita
AFV1
6,96
70
Cuarzo, calcita, etringita
Illita
Difracción de rayos X (* )
Comentarios:
Intensidad de las reflexiones baja
Ruido de fondo
Parte de la muestra es pasta de cemento hidratada
Tabla 3.42: Estudio de DRX de los finos de las arenas recicladas
Los resultados indican que, en general, el equivalente de arena de las arenas recicladas es
similar al que se obtiene en arenas calizas con el mismo contenido de finos, si bien en arenas
recicladas con muy alto contenido de finos los equivalentes que se obtienen son inferiores a los
que puede presentar una arena caliza. Este comportamiento puede estar relacionado con una
menor densidad en los finos de las arenas recicladas, procedentes de la pasta de cemento
pulverizada. Asimismo, la variada procedencia de estas arenas hace posible posible la
aparición puntual de alguna arena que presente un equivalente muy bajo no explicable por los
finos que contiene, tal es el caso de la arena AFN2.
160
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Es importante, de cualquier manera, completar el estudio sobre el equivalente de arena
comprobando el efecto de las arenas recicladas en la demanda de agua de los morteros
fabricados con ellas, aspecto que será tratado en el Capítulo III.
3.3.4.- Partículas ligeras
Prácticamente todas las arenas estudiadas incumplen el requerimiento de la Instrucción EHE08 relativo al contenido de material que flota en un líquido de peso específico dos (incumplen
once de las doce arenas estudiadas), determinado con arreglo al método de ensayo indicado
en la norma UNE-EN 1744-1. En la citada norma se específica que el objeto de este ensayo es
poner de manifiesto la existencia de sustancias que pueden producir manchas o ampollas en la
superficie de los hormigones o morteros (tales como el lignito y el carbón). Sin embargo, en el
caso de las arenas recicladas, su alto contenido de partículas ligeras se debe a la presencia de
la pasta de cemento adherida. A priori, cabe pensar que esta pasta de cemento no altera
negativamente ni la apariencia ni las propiedades superficiales del hormigón, por lo que se
considera necesario llevar a cabo un estudio en profundidad sobre la influencia real del
contenido de partículas ligeras procedentes de la pasta de cemento adherida a los áridos, y si
resulta posible la utilización de arenas recicladas con un contenido de estas partículas ligeras
por encima del valor límite establecido por la EHE-08 sin que el hormigón vea
significativamente afectadas sus propiedades.
Salvo una muestra, el resto de arenas recicladas incumplen el límite de partículas ligeras
exigido por la Instrucción EHE-08, alcanzando valores hasta del 5%.
Para algunas de las muestras analizadas, se clasificaron los componentes obtenidos en el
ensayo de partículas ligeras (que flotan en un líquido de densidad igual a dos) para poder
identificar qué materiales son los que flotan en la realización de este ensayo.
En la Figura 3.4 se representan los valores de partículas ligeras y la densidad (de partícula y
aparente) de las diferentes arenas. Para las tres arenas de mayor contenido en partículas
ligeras se puede observar que este alto valor está influenciado por una elevada contaminación
de la arena con partículas de asfalto. Si se hace extensiva a las arenas recicladas la limitación
máxima del 1% de partículas de asfalto que exige la Instrucción a las gravas recicladas de
hormigón, estas tres arenas no cumplirían dicho límite, además del impuesto a las partículas
ligeras. Este ensayo, por tanto, permite establecer un control indirecto a la contaminación por
partículas asfálticas en las arenas, cuya determinación mediante un ensayo específico
resultaría extremadamente trabajosa en un material de granulometría fina como son las arenas.
Para el resto de arenas, la Figura 3.4 muestra una tendencia en el incremento del contenido de
partículas ligeras cuando se reduce la densidad de la arena. Esto es indicativo de la presencia
de partículas de baja densidad procedentes de hormigones de baja calidad. Las tres arenas de
mayor contenido de partículas ligeras aparecen redondeadas en el gráfico.
161
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
3,0
Densidad de partícula (g/cm³)
EHE-08
AFV2
2,5
AFS5
Contaminadas
con asfalto
AFS3
AFS2
AFN1
AFN3
AFE
AFS1
2,0
AFN4
AFV1
AFN5
AFN2
AFN6
1,5
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
Partículas ligeras ρ < 2 g/cm³ (%)
Figura 3.4: Relación entre contenido de partículas ligeras y densidad
Respecto al incumplimiento sistemático del límite exigido por la Instrucción EHE al contenido de
partículas ligeras, para las arenas recicladas es necesario valorar la naturaleza de estas
partículas de baja densidad, no están relacionadas con contaminantes de la arena, sino con la
presencia de morteros porosos en ellas. Puede proponerse elevar el límite de partículas ligeras
al 1% (en concordancia con lo exigido para las partículas asfálticas) y complementarlo con un
límite máximo de partículas que flotan en agua igual al 0,5%.
3.3.5.- Contenido de sulfatos
Algunas de las arenas estudiadas también incumplen los requerimientos de contenido de
sulfatos solubles en ácido (cuatro de las doce arenas estudiadas) de la Instrucción EHE-08.
Este exceso de sulfatos se debe a la presencia de la pasta de cemento adherida a los áridos, y
pueden no ser potencialmente reactivos (como sí lo es el yeso), por lo que se considera
necesario llevar a cabo un estudio en profundidad de su influencia real sobre las propiedades
del hormigón.
3.3.6.- Comparación con los resultados obtenidos en otras investigaciones
3.3.6.1.- Densidad y absorción
En la Figura 3.5 se muestran los resultados de densidad y absorción obtenidos en este estudio
así como otros datos tomados de la bibliografía. Los límites normativos internacionales en
cuanto a densidad y absorción sólo resultan compatibles entre sí para el caso de la norma
alemana, que exige un peso específico superior a dos (se excluyen los áridos ligeros) y una
162
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
absorción por encima del 10%, valores ésstos que se sitúan muy cerca del ajuste estadístico
obtenido con los resultados experimentales.
15
14
13
12
Absorción 24 h (%)
11
10
DIN, JIS (L)
JIS (H), JIS (M)
NBR
JIS (L)
NBR
DIN, JIS (M)
f(x) = -17,60x + 45,91
R² = 0,80
9
8
EHE: Hormigón estructural
DIN: Mortero y hormigón
NBR: Hormigón estructural
JIS H: Hormigón estructural
JIS M: Hormigón no estructural
JIS L: Hormigón sin requisitos
de retracción o helada
7
6
EHE-08
5
4
3
JIS (H)
2
CEDEX
Bibliografía
1
0
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
Peso específico (g/cm³)
Figura 3.5: Relación entre peso específico y absorción a las 24 h
Por otra parte, también se observa en la figura anterior que las arenas españolas estudiadas
presentan valores bajos de absorción en comparación con otros estudios internacionales. Esto
puede ser debido a que los ensayos con las arenas caracterizadas se han realizado siguiendo
la metodología de la norma europea, que determina el coeficiente de absorción cuando el
molde troncocónico confeccionado con arena reciclada húmeda, pierde totalmente su forma
convirtiéndose en un cono perfecto. Otras normativas de ensayo, por ejemplo la norma ASTM,
determina la absorción en el punto en que el tronco de cono comienza a perder su forma (en la
teoría del secado de materiales porosos este valor de la humedad se correspondería con el
concepto de humedad crítica), lo cual lleva a valores del resultado del ensayo superiores, tal
como se aprecia en la Figura 3.6.
163
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Results at 10 min related to those at 24 h
12
AFE
y = 0,91—x
R2 = 0,90
11
10
AFN1
9
AFN6
AFS2
AFN5
8
AFS5
10 min
AFS1
7
AFN2
AFS3
6
AFN5
AFE
AFN1
AFS3
AFS4
AFN4
AFV1
AFN6
AFS2
AFV2
AFS1
AFV2
AFN3 AFN2
AFS5
y = 0,87—x
R2 = 0,09
4
3
2
1
AFS4
y = 0,92—x
R2 = 0,72
AFN4
AFN3
5
AFV1
Absorption
Critical humidity
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
24 h
Figura 3.6: Resultados de absorción y humedad crítica, a 10 min y a 24 h
Se considera más apropiado el criterio de la normativa americana (valor de la humedad crítica)
para la caracterización de estas arenas, ya que este dato se sitúa mucho más cerca de su
verdadera demanda de agua, que si se considera el valor de la absorción.
Como propuesta inicial puede considerarse un requisito adecuado para las arenas recicladas
exigir un valor de la humedad crítica a las 24 horas del 10%, si bien éste deberá comprobarse
experimentalmente en la fabricación de morteros y hormigones (capítulos 2 y 3).
3.3.6.2.- Contenido de finos y equivalente de arena
La Figura 3.7 muestra los resultados del equivalente de arena obtenidos en este estudio en
comparación con otros resultados tomados de la bibliografía. Se observa el elevado número de
arenas recicladas que incumplirían el límite exigido por la Instrucción EHE-08.
164
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Equivalente de arena (%)
100
90
80
EHE-08
70
60
50
40
30
20
10
0
AFE AFN6 FRH-5 AFN4 FRH-3 AFC2 RCA-2 AFN2 AFC1 RCA-1 RCA-3 MD-2 MD-1 MD-4 AFS2
AFN5 AFN1 FRH-2 FRH-1 AFV1 FRH-4 0-40R AFS4 MD-3 AFN3 AFS5 FRH-6 AFS1 AFV2 AFS3
Figura 3.7: Resultados de equivalente de arena comparados con bibliografía
En la Figura 3.8 se relacionan los valores del equivalente y el contenido de finos de las arenas.
Los resultados obtenidos de la bibliografía que caracterizaban ambos parámetros han sido
limitados. Si bien la dispersión que se observa en la gráfica es alta, se deduce que resulta difícil
para las arenas recicladas cumplir el valor de equivalente del 70% (el más favorable exigido por
la Instrucción EHE-08), cuando su contenido de finos es superior al 6%. También se detectan
casos particulares de arenas con valores reducidos en el contenido de finos que sin embargo
presentan asimismo valores bajos del equivalente de arena.
165
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
13
EN 13139: Mortero
JIS H: Hormigón estructural
JIS M: Hormigón no estructural
JIS L:Hormigón sin requisitos
de retracción o helada
12
Contenido de finos (%)
11
10
9
8
7
JIS (L), EN 13139 (Categoría 3)
JIS (H), JIS (M)
6
5
EN 13139 (Categoría 2)
4
3
JIS (H), JIS (M), EN 13139 (Categoría 1)
2
f(x) = -0,11x + 13,82
R² = 0,47
1
0
20
30
40
50
60
70
80
CEDEX
Bibliografía
Todas
90 lineal para
100
Regresión
Todas
Equivalente de arena (%)
Figura 3.8: Relación entre equivalente de arena y contenido de finos
3.3.6.3.- Contenido de sulfatos y compuestos totales de azufre
Las Figuras 3.9 y 3.10 recogen los resultados propios de compuestos totales de azufre y
sulfatos solubles en ácido, así como otros tomados de la literatura. Se observa que un número
elevado de arenas recicladas no cumple los límites exigidos por la Instrucción EHE-08.
La Figura 1.11 muestra la relación entre ambas variables y el valor teórico que las relaciona si
no existen otros compuestos aparte de los sulfatos. La recta teórica y experimental son casi
coincidentes, lo cual indica que prácticamente la totalidad del azufre del árido procede de
sulfatos. Es previsible que estos sulfatos, tratándose de partículas constituidas por fragmentos
de mortero en gran parte, procedan de la propia hidratación del cemento (etringita primaria ya
formada), y puedan por tanto considerarse inocuos en futuras aplicaciones (morteros y
hormigones). Sería necesario un estudio específico que así lo corroborara.
La diferencia obtenida entre compuestos totales de azufre y sulfatos solubles en ácido, ambos
expresados en SO3, es igual a 0,18%, resultado que cumple con la recomendación de la
Instrucción EHE-08 de no superar el 0,25%, ya que es una forma indirecta de limitar los
sulfuros oxidables en los áridos.
166
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Compuestos totales de azufre (%S)
8
7
6
5
4
3
2
EHE-08
1
0
MD-4
FRH-3
AFV2
AFS5
FRH-6
AFE
MD-2
MD-1
AFV1
RCA-2
FRH-2
FRH-4
21/02/08
MD-3
FRH-5
03/08/07
FRH-1
RCA-3
RCA-1
Figura 3.9: Resultados de compuestos totales de azufre comparados con bibliografía
Sulfatos solubles en ácido (%SOз)
8
7
6
5
4
3
2
EHE-08
1
0
21/02/08
AFS5
AFN2
AFE
AFN1
AFV1
AFS1
FRH-1
FRH-2
FRH-3
03/08/07
FRH-4
FRH-6
AFV2
AFN4
FRH-5
AFN5
AFN3
Figura 3.10: Resultados de sulfatos solubles en ácido comparados con bibliografía
167
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
8
EHE
CEDEX
Bibliografía
Sulfatos solubles en ácido (%SOз)
7
y = Pm(SO3)/Pm(S)—x = 80/32—x = 2,5—x
6
5
f(x) = 2,42x - 0,18
R² = 1,00
4
3
2
NBR
1
EHE, DIN, EN 13139 (AS0,8)
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
EN 13139 (AS0,2)
3,0
3,5
Compuestos totales de azufre (%S)
Figura 3.11: Relación entre compuestos totales de azufre y sulfatos solubles en ácido
3.3.6.4.- Coeficiente de friabilidad
La Figura 3.12 muestra los resultados del coficiente de friabilidad de las arenas obtenidos en
este estudio (en rojo), junto con los resultados tomados de otra referencia bibliográfica (en
azul). Se observa el cumplimiento generalizado de esta propiedad para todas las arenas
recicladas.
168
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Coeficiente de friabilidad (%)
40
EHE-08
35
30
25
20
15
10
5
0
AFS3
FRH-5
AFN6
FRH-4
AFS1
AFE
AFS5
AFN1
AFN4
AFS4
FRH-3
FRH-1
FRH-2
FRH-6
AFN2
AFS2
AFN5
AFV2
AFV1
AFN3
Figura 3.12: Resultados de coeficiente de friabilidad comparados con bibliografía
3.4.- ESTUDIO EXPERIMENTAL: PROPIEDADES DE LOS HORMIGONES CON ARENA
RECICLADA
3.4.1.- Demanda de agua
Los hormigones que han sido fabricados con arena reciclada en el estudio experimental
realizado, han mantenido una consistencia similar a los hormigones de control, gracias a que la
arena ha sido presaturada utilizando el valor de su humedad crítica.
En la Tabla 3.43 a continuación se contabiliza el agua de presaturación como agua total,
calculando la relación agua/cemento total y comparándola con la relación agua/cemento
efectiva utilizada en la experimentación.
169
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
H25
H30
H40
H25
H30
H40
a/cefectiv a
a/ctotal
fcm (MPa)
0% AR1
0,60
0,60
39,7
0% AR2
0,65
0,65
38,2
0% AR1
0,60
0,60
45,3
0% AR1
0,50
0,50
51,5
0% AR2
0,50
0,50
51,4
10% AFE
0,60
0,62
34,9
15% AFE
0,60
0,63
37,3
20% AFE
0,60
0,64
40,6
10% AFS5
0,65
0,68
37,3
20% AFS5
0,65
0,71
32,3
10% AFV2
0,65
0,68
36,5
20% AFV2
0,65
0,72
34,2
10% AFS5
0,60
0,63
39,8
20% AFS5
0,60
0,66
37,0
10% AFV2
0,60
0,63
41,7
20% AFV2
0,60
0,66
36,5
10% AFE
0,50
0,51
41,5
15% AFE
0,50
0,52
44,8
20% AFE
0,50
0,53
46,8
10% AFS5
0,50
0,52
48,6
20% AFS5
0,50
0,54
45,7
10% AFV2
0,50
0,52
43,9
20% AFV2
0,50
0,54
42,4
Tabla 3.43: Relaciones agua/cemento efectiva y total de las amasadas fabricadas
Para apreciar el verdadero efecto de la calidad o la cantidad de arena reciclada utilizadas en la
fabricación del hormigón, debe utilizarse como parámetro la relación agua/cemento efectiva, tal
como se observa en la Figura 3.13.
170
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
60
Resistencia a compresión (medias, N/mm²)
R² = 0,89
R² = 0,87
55
R² = 0,87
50
45
40
35
30
0,45
0,50
(H40)
0%
Regresión potencial para 10% AFE
15%
Regresión potencial para 20%
0,55
0,60
(H30)
a/c efectiva
Regresión potencial para 0%
10%
Regresión potencial para 15%
0,65
(H25)
0,70
10% AFE
Regresión potencial para 10%
20%
Figura 3.13: Relación entre la relación a/c efectiva y la resistencia a compresión
Si lo que se considera es la relación agua/cemento total, el efecto sobre la resistencia de la
calidad y cantidad de arena se ve ligeramente reducido, ya que la absorción de agua que
ocasionan las arenas muy porosas o utilizadas en alta proporción compensa en parte su
negativo efecto sobre la resistencia a compresión. Esto se aprecia en la Figura 3.14, en la que
las curvas de los distintos porcentajes de arena tienden a agruparse cuando se considera la
relación agua/cemento total de la dosificación, especialmente en los casos en los que se usan
arenas de buena calidad en alta proporción.
171
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
60
Resistencia a compresión (medias, N/mm²)
R² = 0,89
R² = 0,90
55
R² = 0,86
50
R² = 0,78
45
40
35
30
0,45
0,50
(H40)
0,55
0,60
(H30)
0,65
(H25)
0,70
a/c total
0%
Regresión potencial para 10% AFE
15%
Regresión potencial para 20%
Regresión potencial para 0%
10%
Regresión potencial para 15%
Todas
10% AFE
Regresión potencial para 10%
20%
Regresión exponencial para Todas
Figura 3.14: Relación entre la relación a/c total y la resistencia a compresión
3.4.2.- Propiedades mecánicas de los hormigones con arena reciclada
Las propiedades más afectadas han sido la resistencia a compresión y el módulo de
elasticidad. Como sucede para las gravas recicladas, la incorporación de arena reciclada no ha
supuesto una reducción de la resistencia a tracción de los hormigones estudiados.
En la Figura 3.15 se observa la progresiva pérdida de resistencia a compresión que se produce
al aumentar el contenido de arena reciclada, más acusada si la arena tiene peor calidad (arena
de la fase 1). En concreto, el descenso máximo de resistencia a compresión obtenido ha sido
del 15% al utilizar un 20% de arena de buena calidad (humedad crítica 7%) o un 10% de arena
de mala calidad (humedad crítica 11,5%).
172
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Figura 3.15: Relación entre las resistencias de los hormigones reciclados y de control
Adicionalmente, la Figura 3.16 indica que la relación entre resistencia y módulo se ve afectada
por la presencia de la arena reciclada, luego el coeficiente α del árido que incluye la fórmula de
la Instrucción EHE-08 se reduce tanto más cuanto mayor es el contenido de arena reciclada
incorporada y peor es su calidad.
Los descensos del módulo de elasticidad obtenidos han sido del 10% cuando se introduce un
20% de arena reciclada (un 10% si la arena no presenta una buena calidad).
De acuerdo con estos resultados, para limitar la pérdida de propiedades mecánicas en
hormigones estructurales al 10% como máximo (resistencia a compresión y módulo de
elasticidad), es recomendable limitar al 10% el contenido de arena reciclada. Adicionalmente,
ésta debe cumplir una humedad crítica máxima del 10%.
173
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Figura 3.16: Relación entre resistencia a compresión y módulo de elasticidad
3.4.3.- Durabilidad de los hormigones con arena reciclada
3.4.3.1.- Penetración de agua
El ensayo de penetración de agua es obligatorio para validar la dosificación de hormigones
situados en ambientes agresivos (IIIa, IIIb, IV, Qa, E, H, F, Qb) de acuerdo con la Instrucción
EHE. Los límites exigidos a las penetraciones máxima y media son de 50 y 30 milímetros,
respectivamente. En la Figura 3.17 se recogen todos los resultados de penetración de agua
(máxima y media) de los hormigones fabricados. Se aprecia que para hormigones poco
permeables (valores reducidos de penetración) los hormigones reciclados presentan un
comportamiento similar a los hormigones convencionales. Sin embargo, para hormigones de
mayor permeabilidad, el efecto de los áridos reciclados ocasiona un aumento en la penetración
de agua medida en los hormigones que los incorporan.
174
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Pe netración horm igón control (m m )
70
60
50
40
Pmed H25 1ª Fase
Pmed H25 2ª Fase
Pmed H30 2ª Fase
Pmed H40 1ª Fase
Pmed H40 2ª Fase
Pmax H25 1ª Fase
Pmax H25 2ª Fase
Pmax H30 2ª Fase
Pmax H40 1ª Fase
Pmax H40 2ª Fase
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Pene tración horm igón re ciclado (m m )
Figura 3.17: Relación entre las penetraciones de agua de los hormigones reciclados y de control
Este comportamiento ya ha sido observado en hormigones incorporando gravas recicladas de
hormigón (en porcentajes hasta el 100%) y se justifica porque en hormigones de buena calidad
fabricados con una reducida relación agua/cemento, el avance de los agresivos se ve frenado
por la presencia de una pasta de cemento de muy baja porosidad que impide la profundización
del agresivos. Si el hormigón es poroso, la presencia del árido reciclado sí ocasiona un
incremento adicional de la permeabilidad, ocasionado por la propia porosidad de las partículas
del árido.
Las Figuras 3.18 y 3.19 separan los resultados de penetración máxima y media
respectivamente. Se observa en el gráfico el importante efecto ocasionado en la permeabilidad
por la calidad de los áridos reciclados utilizados. En la primera fase, utilizando gravas y arenas
recicladas con valores elevados de absorción y humedad crítica (7% y 11,5%
respectivamente), incluso el hormigón H40 no cumple las especificaciones exigidas en
ambientes agresivos. En la segunda fase, mejorando la calidad de los materiales reciclados
(grava con un 5% de absorción, arena con un 7% de humedad crítica), cumplen las
especificaciones incluso los hormigones H25.
En particular, se observa que la utilización de un 10% de arena reciclada de baja calidad (1ª
fase) ocasionaría para un hormigón de control con penetración máxima de 50 milímetros y
media de 30 milímetros, un aumento a 65 y 40 milímetros, respectivamente. Los valores con
un 15 y 20% de arena son algo más favorables, ya que en estas dosificaciones se acusó un
menor Cono de Abrams, indicativo de que la arena no estaba totalmente presaturada y se
redujo la relación agua/cemento efectiva. Este mismo aspecto se ha constado también en las
propiedades mecánicas de estos hormigones.
175
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Penetración máxima hormigón control (mm)
70
f(x) = 0,56x + 12,89
60
f(x) = 0,72x + 5,12
f(x) = 0,78x + 4,77
H25 1ª FASE
50
H40 1ª FASE
40
H30 2ª FASE
30
10%
Regresión lineal para 10%
15%
Regresión lineal para 15%
20%
Regresión lineal para 20%
H25 2ª FASE
20
H40 2ª FASE
10
EHE-08 (Ambientes IIIa, IIIb, IV, Qa, E, H, F, Qb)
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Penetración máxima hormigón reciclado (mm)
Figura 3.18: Relación entre las penetraciones máximas de los hormigones reciclados y de control
Penetración media hormigón control (mm)
70
f(x) = 0,96x - 2,04
60
f(x) = 0,74x + 3,59
50
H25 1ª FASE
f(x) = 0,68x + 4,63
40
30
H40 1ª FASE
H30 2ª FASE
20
H25 2ª FASE
10
H40 2ª FASE
EHE-08 (Ambientes IIIa, IIIb, IV, Qa, E, H, F, Qb)
10%
Regresión lineal para 10%
15%
Regresión lineal para 15%
20%
Regresión lineal para 20%
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Penetración media hormigón reciclado (mm)
Figura 3.19: Relación entre las penetraciones medias de los hormigones reciclados y de control
La influencia de la calidad de los áridos reciclados se aprecia en las siguientes Figuras 3.20 y
3.21, en las que se relacionan las penetraciones de agua media y máxima con la relación
agua/cemento total. Las regresiones obtenidas indican que los hormigones fabricados con
áridos reciclados de buena calidad (con porcentajes de sustitución de hasta el 20%) cumplen
176
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
con las especificaciones de la Instrucción EHE-08 para cualquier relación agua/cemento. Sin
embargo, cuando se utilizan áridos de baja calidad, es necesario limitar dicha relación
80
1ª FASE
Regresión lineal para 1ª FASE
2ª FASE
Regresión lineal para 2ª FASE
Penetración de agua media (mm)
70
60
10%
15%
20%
0%
50
f(x) = 223,48x - 79,86
R² = 0,83
15%
40
EHE-08
f(x) = 44,00x - 9,94
R² = 0,76
20%
0%
10%
30
0%
20
0%
10
10%
0
0,45
20%
0%
10%
20%
0,50
20%
10%
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
agua/cemento total
agua/cemento a un máximo de 0,5.
Figura 3.20: Relación entre agua/cemento total y penetración de agua media
100
1ª FASE
Regresión lineal para 1ª FASE
2ª FASE
Regresión lineal para 2ª FASE
Penetración de agua máxima (mm)
90
80
10%
15%
70
20%
60
50
15%
EHE-08
0%
20%
10%
10%
0%
40
0%
0%
30
20%
20%
20
0%
10%
10%
20%
f(x) = 65,90x - 10,30
R² = 0,76
10
0
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
f(x) = 217,76x - 60,60
R² = 0,74
0,70
agua/cemento total
Figura 3.21: Relación entre agua/cemento total y penetración de agua máxima
177
0,75
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
La importancia de la calidad de las arenas y gravas recicladas se aprecia también en las
siguientes figuras, donde se relaciona la penetración de agua con la resistencia a compresión
en los hormigones de la primera fase (arena y grava reciclada de baja calidad, Figura 3.22) y
100
10%
Profundidad de penetración (mm)
90
Pmáx (mm)
Regresión lineal para Pmáx (mm)
Pmed (mm)
Regresión lineal para Pmed (mm)
15%
80
20%
70
0%
20%
15%
60
10%
Pmáx (R2 = 0,77)
50
Pmáx EHE
0%
40
30
Pmed EHE
20
Pmed (R2 = 0,76)
10
0
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
Resistencia a compresión (N/mm²)
segunda fase (arena y grava reciclada de buena calidad, Figura 3.23).
Figura 3.22: Relación entre resistencia a compresión y penetración de agua (baja calidad)
178
54
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
100
Pmáx (mm)
Regresión lineal para Pmáx (mm)
Pmed (mm)
Regresión lineal para Pmed (mm)
Profundidad de penetración (mm)
90
80
70
60
Pmáx EHE
50
40
Pmáx (R2 = 0,63)
10%
20%
0%
10%
Pmed (R2 = 0,72)
Pmed EHE
30
20
10%
0%
20%
10
10%
20%
10%
20%
44
46
10%
0%
0
34
36
38
40
42
48
50
52
54
Resistencia a compresión (N/mm²)
Figura 3.23: Relación entre resistencia a compresión y penetración de agua (buena calidad)
Utilizando áridos reciclados de baja calidad, sería necesario dosificar un hormigón de 50
megapascales para cumplir las especificaciones de la Instrucción EHE-08, mientras que con
áridos de buena calidad, un hormigón de 30 megapascales las cumpliría, tal como indica la
Instrucción como resistencia orientativa mínima en ambientes agresivos.
Mientras que los materiales reciclados de la primera fase no han permitido cumplir las
especificaciones para ambientes agresivos, incluso en los hormigones H40 fabricados, los
hormigones de la segunda fase han cumplido las especificaciones en todos los casos. Sin
embargo, la incorporación de la arena reciclada ocasiona un aumento de la penetración de
agua en todos los casos.
La relación existente entre la penetración de agua y la resistencia a compresión garantiza en
estos hormigones que si se reajusta la dosificación (incrementando el contenido de cemento o
reduciendo la relación agua/cemento) para compensar la bajada de resistencia a compresión
introducida por los áridos reciclados, y de esta manera igualar la resistencia del hormigón de
control, también se superarán los requisitos de durabilidad exigidos por la Instrucción EHE-08.
3.4.3.2.- Carbonatación
La Figura 3.24 compara las profundidades de carbonatación obtenidas en los hormigones
reciclados con los hormigones de control. De forma sistemática, las profundidades alcanzadas
en el primer caso son ligeramente superiores a los hormigones de control.
Se observa que, al contrario que con el resto de propiedades analizadas, la influencia de la
mejor calidad de los áridos reciclados utilizados en la fase 2 tiene un efecto muy bajo sobre la
profundidad de la carbonatación. Los valores obtenidos con un 10-15% de arena reciclada son
similares entre sí, y se ven algo mejorados al incorporar un 20% de arena reciclada, debido al
179
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
efecto de la incompleta presaturación, de forma análoga a lo obtenido con el resto de
propiedades.
Profundidad hormigón control (mm)
16
14
f(x) = 1,01x - 1,53
R² = 0,93
12
f(x) = 0,96x - 1,38
R² = 0,98
10
f(x) = 1,22x - 3,27
R² = 0,94
8
H25 1ª fase, 300 días
H25 1ª fase, 180 días
H40 1ª fase, 300 días
H25 1ª fase, 56 días
H25 2ª fase, 56 días
6
10%
Regresión lineal para 10%
15%
Regresión lineal para 15%
20%
Regresión lineal para 20%
H40 1ª fase, 180 días
H30 2ª fase, 56 días
4
H40 1ª fase, 56 días
H40 2ª fase, 56 días
2
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Profundidad hormigón reciclado (mm)
Figura 3.24: Relación entre profundidades de carbonatación hormigones reciclados y de control
La Figura 3.25 relaciona la resistencia a compresión con la velocidad de carbonatación para
todos los hormigones. Al igual que con la penetración de agua, se obtiene una buena
correlación. Esto significa que los reajustes de dosificación que deban hacerse para compensar
la bajada de resistencia a compresión en los hormigones con arenas recicladas, permitirán
también igualar el comportamiento frente a la carbonatación.
180
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Velocidad de carbonatación (mm/día^½)
1,3
f(x) = -0,03x + 2,32
R² = 0,89
1,2
1,1
1,0
0,9
0,8
0%
10%
15%
20%
Todos
Regresión lineal para Todos
0,7
0,6
0,5
0,4
30
35
40
45
50
55
Resistencia a compresión (N/mm²)
Figura 3.25: Relación entre resistencia a compresión y velocidad de carbonatación
3.4.4.- Comparación con los hormigones de otras investigaciones
Los trabajos de investigación utilizando arenas recicladas para la fabricación de hormigones no
son numerosos. Aún son menos los que contemplen propiedades diferentes a la resistencia a
compresión. En este apartado se recopilan los resultados de resistencia recabados de la
literatura, incluyendo los propios obtenidos en esta investigación, para corroborar con un
mayor número de datos las conclusiones del trabajo.
En las Figura 3.26, 3.27, 3.28 y 3.29 se muestran los resultados de resistencia a compresión
en hormigones con porcentajes crecientes de arena reciclada, desde el 5-10% hasta el 5060%. Los propios gráficos incluyen los resultados de la pérdida media y máxima de resistencia
en cada caso.
Queda patente el aumento creciente de la pérdida de resistencia a compresión, tanto media
como máxima, al ir incrementando el contenido de arena en la dosificación. La dispersión de
resultados refleja en parte el efecto que pueden ocasionar diferentes calidades de las arenas
empleadas.
181
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
60
5% - 10%
Regresión lineal para 5% - 10%
55
fcm reciclado (MPa)
50
AFE, HC = 11,4%, d = 2,26 g/cm3
AFS5, HC = 7,5%. d = 2,73 g/cm3
AFV2, HC = 6,3%, d = 2,67 g/cm3
45
AFV2
40
AFE
35
AFS5
AFE
30
25
Pérdida resistencia media: 5,3%
Pérdida resistencia máxima: 19,4%
En rojo datos CEDEX
20
15
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
fcm control (MPa)
Figura 3.26: Resistencias a compresión para porcentajes de arena reciclada de 5-10%
60
15% - 30%
Regresión lineal para 15% - 30%
55
fcm reciclado (MPa)
50
AFE, HC = 11,4%, d = 2,26 g/cm3
AFS5, HC = 7,5%. d = 2,73 g/cm3
AFV2, HC = 6,3%, d = 2,67 g/cm3
AFE H40
45
40
AFV2
AFE H25
AFS5
35
AFV2
30
a = 5,4%
d = 2,36 g/cm3
25
a = 6,25%
d = 2,34 g/cm3
20
Pérdida resistencia media: 8,7%
Pérdida resistencia máxima: 24,5%
En rojo datos CEDEX
15
15
20
25
30
35
40
45
50
55
fcm control (MPa)
Figura 3.27: Resistencias a compresión para porcentajes de arena reciclada de 20-30%
182
60
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
60
50% - 60%
Regresión lineal para 50% - 60%
55
fcm reciclado (MPa)
50
45
40
35
a = 10,3%
d = 2,32 g/cm3
30
25
a = 6,25%
d = 2,34 g/cm3
a = 5,4%
d = 2,36 g/cm3
Pérdida resistencia media: 10,1%
Pérdida resistencia máxima: 25,8%
20
15
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
fcm control (MPa)
Figura 3.28: Resistencias a compresión para porcentajes de arena reciclada de 50-60%
60
75% - 100%
Regresión lineal para 75% - 100%
55
fcm reciclado (MPa)
50
45
40
35
30
a = 5,4%
d = 2,36 g/cm3
25
a = 6,25%
d = 2,34 g/cm3
20
Pérdida resistencia media: 11,6%
Pérdida resistencia máxima: 35,8%
15
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
fcm control (MPa)
Figura 3.29: Resistencias a compresión para porcentajes de arena reciclada de 75-100%
La utilización de las arenas recicladas en cantidades muy limitadas (5-10%) apenas afecta a la
resistencia a compresión, aunque se pueden alcanzar descensos del 19% si la calidad de la
arena no es adecuada. La utilización de cantidades muy elevadas de arena puede ocasionar
183
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
descensos hasta del 36% de la resistencia a compresión.
Se ratifica, por tanto, la necesidad de acotar el contenido de arena reciclada en los hormigones
estructurales, e insistir en la importancia de utilizar arenas de buena calidad, con un valor
reducido de la humedad crítica.
3.5.- ESTUDIO EXPERIMENTAL: PROPIEDADES DE LOS MORTEROS CON ARENA
RECICLADA
3.5.1.- Demanda de agua de los morteros con arena reciclada
Se han fabricado series de morteros con una arena normalizada, dos arenas calizas de
machaqueo y once arenas recicladas, utilizando diferentes relaciones agua/cemento. El efecto
principal del tipo de arena utilizado en la fabricación del mortero se ha producido en la
demanda de agua y la consistencia obtenida.
Las arenas recicladas originan una elevada demanda de agua, variable de unas arenas
recicladas a otras. Se ha obtenido un rango en la diferencia de escurrimientos de 75 milímetros
tal como se refleja en la Figura 3.30.
184
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
350
Escurrimientos (mm)
300
250
200
150
100
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
agua/cemento
AFT
AFC2
AFN2
AFN4
AFS1
AFS5
AFV2
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
para AFT
para AFC2
para AFN2
para AFN4
para AFS1
para AFS5
para AFV2
AFC1
AFN1
AFN3
AFN6
AFS3
AFV1
AFE
Regresión lineal para AFC1
Regresión lineal para AFN1
Regresión lineal para AFN3
Regresión lineal para AFN6
Regresión lineal para AFS3
Regresión lineal para AFV1
Regresión lineal para AFE
Figura 3.30: Consistencias obtenidas para los distintos morteros fabricados
Para lograr consistencias intermedias (escurrimiento de 200 milímetros) el mortero normalizado
precisa una relación agua/cemento de 0,55, que se eleva hasta 0,61 ó 0,68 al utilizar las
arenas calizas; si se trata de arenas recicladas, los morteros deben fabricarse con relaciones
agua/cemento aún más elevadas, entre 0,90 y 1,10.
Las arenas recicladas, por tanto, presentan un incremento de demanda de agua entre el 40% y
el 70%, para mantener la consistencia del mortero fresco (en la Tabla 3.44 se recogen los
incrementos de contenido de agua necesarios para obtener un escurrimiento de 200 mm para
cada arena reciclada en concreto).
185
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
∆ Demanda de agua para mantener la consistencia
del mortero fresco (%, escurrimiento = 200 mm)
Árido fino
a/c
Respecto AFT
Respecto AFC1
Respecto AFC2
AFT
0,54
-
-
-
AFC1
0,68
26
-
-
AFC2
0,61
13
-
-
AFE
0,89
65
31
46
AFN1
0,93
72
37
52
AFN2
1,06
96
56
74
AFN3
0,93
72
37
52
AFN4
0,95
76
40
56
AFN6
0,92
70
35
51
AFS1
0,99
83
46
62
AFS3
0,89
65
31
46
AFS5
0,96
78
41
57
AFV1
0,99
83
46
62
AFV2
0,98
81
44
61
Tabla 3.44: Incremento de demanda de agua de las arenas recicladas
En la Figura 3.31 se representan de nuevo los resultados de consistencia (escurrimientos)
obtenidos para todos los morteros fabricados con arenas recicladas y relación agua/cemento
creciente. En la misma gráfica se han representado los resultados de los escurrimientos
obtenidos en una serie de morteros fabricados con una relación agua/cemento efectiva de 0,69,
utilizando arenas recicladas sin finos y presaturadas.
Los finos (partículas de tamaño inferior a 0,063 milímetros) se eliminan por lavado, secando
posteriormente la arena en estufa. Las arenas se presaturan en la amasadora, mezclándolas
durante un minuto con el agua de presaturación y dejando reposar la mezcla durante 10
minutos.
La cantidad de agua de presaturación utilizada se corresponde con la humedad crítica a los 10
minutos determinada con el analizador electrónico de humedad. Tan sólo para las arenas
AFN6 y AFS4 el agua de presaturación utilizada ha sido la determinada con el ensayo
normalizado.
A priori, cabe esperar para esta serie de morteros la obtención de escurrimientos muy similares
entre sí, puesto que se ha eliminado para todos ellos el efecto sobre la demanda de agua tanto
del contenido de finos como de la humedad crítica. Esta hipótesis se cumple, agrupándose las
consistencias dentro del intervalo 205-235 milímetros.
186
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
300
AFE
Regresión lineal
AFN1
Regresión lineal
AFN2
Regresión lineal
AFN3
Regresión lineal
AFN4
Regresión lineal
AFN6
Regresión lineal
AFS1
Regresión lineal
AFS3
Regresión lineal
AFS5
Regresión lineal
AFV1
Regresión lineal
AFV2
Regresión lineal
0,69
275
Escurrimientos (mm)
250
Arenas presaturadas
y sin finos
225
200
175
Arenas secas
y con finos
150
125
100
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
para AFE
para AFN1
para AFN2
para AFN3
para AFN4
para AFN6
para AFS1
para AFS3
para AFS5
para AFV1
para AFV2
1,30
Agua/cemento
Figura 3.31: Consistencias obtenidas para los distintos morteros fabricados
Para cada mortero fabricado con arenas sin finos y presaturadas, se ha dibujado en horizontal
la línea de encuentro hasta el mortero fabricado utilizando la arena con sus finos y en seco.
Esta línea se divide en dos tramos por un punto intermedio que separa la demanda de agua
ocasionada por la humedad crítica (calculada a partir de los valores de humedad crítica para
cada arena) y la ocasionada por los finos de la arena (Figura 3.40). La relación agua/cemento
correspondiente a dicho punto intermedio es la total, resultado de sumar las cantidades de
agua de amasado y presaturación.
187
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
240
Efecto de la humedad crítica
235
Efecto de los finos
AFS3
AFS1
230
225
Escurrimiento (mm)
AFN1
AFV1
220
AFN2
215
AFN3
210
AFE
AFN4
205
200
0,60
AFN6
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
Agua/cemento
AFN1
AFN3
AFN6
AFS3
AFE
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
para AFN1
para AFN3
para AFN6
para AFS3
para AFE
AFN2
AFN4
AFS1
AFV1
a/c efectiva
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
a/c total
para AFN2
para AFN4
para AFS1
para AFV1
Figura 3.40: Incrementos de la demanda de agua por efecto de los finos y de la humedad crítica
En la Tabla 3.45 siguiente se recoge el incremento de la demanda de agua ocasionado por
ambos efectos para cada una de las arenas utilizadas.
188
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Arena
AFE
Equivalente
de arena
Contenido
de finos
HC
analizador
Humedad de
presaturación utilizada
(%)
(%)
10 min, %
%
% HC
10 min
Efecto de
los finos
Efecto de la
H. Crítica
Total
81
5,1
11,4
8,4
73
-0,03
0,25
0,22
∆ Demanda agua
AFN1
81
4,31
9,4
8,9
94
0,02
0,27
0,29
AFN2
59
3,34
7,9
7,9
99
0,18
0,24
0,42
AFN3
53
7,68
6,6
6,6
99
0,08
0,20
0,28
AFN4
70
8,62
6,9
6,9
100
0,07
0,21
0,28
AFN6
80
6,30
8,9
10,0
112
-0,06
0,30
0,24
AFS1
40
11,40
11,4
8,8
77
0,11
0,26
0,37
AFS3
30
11,00
6,2
5,9
95
0,11
0,18
0,29
AFV1
70
6,96
8,7
8,9
102
0,09
0,27
0,36
Tabla 3.45: Incrementos de la demanda de agua por efecto de los finos y de la humedad crítica
La Tabla 3.45 anterior recoge el efecto de todos los parámetros de las arenas recicladas que
van a influir en la consistencia de los morteros fabricados con ellas: la porosidad y
granulometría de la arena (humedad crítica), el contenido de finos (tamizado en húmedo) y la
naturaleza de los finos (equivalente de arena).
Existen dos arenas recicladas en las que la demanda de agua ocasionada por los finos es
despreciable (no existe segundo tramo en la línea horizontal trazada en la Figura 3.40): arenas
AFE y AFN6. En sentido estricto, para estas arenas resulta una demanda de agua negativa, es
decir, los finos reducirían su demanda de agua. Este mismo efecto se ha observado en las
arenas calizas.
De acuerdo con los resultados de los morteros el efecto de la humedad crítica es más
importante en la consistencia que el de los finos (incrementos de agua/cemento de 0,18 a 0,27
frente a un rango de -0,06 a 0,18).
El contenido de finos y el índice equivalente de arena se relacionan en las Figuras 3.41 y 3.42
con los escurrimientos obtenidos en los morteros fabricados con una relación agua/cemento
igual a 1, mientras que en las Figuras 3.43 y 3.44 se relacionan con los incrementos obtenidos
de demanda de agua por finos. Las regresiones obtenidas indican que existe una relación
directa entre la cantidad y calidad de los finos de las arenas y su demanda de agua,
obteniéndose incrementos muy reducidos de la misma cuando el contenido de finos y el
equivalente de arena de las arenas recicladas cumplen con los requisitos establecidos por la
Instrucción EHE-08 para arenas naturales.
189
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
350
Escurrimiento a/c = 1 (mm)
EHE
f(x) = -6,55x + 271,94
R2 = 0,67
330
AFC2
AFC1
310
290
270
AFN5
AFE
250
AFN6
230
AFS3
AFN3
AFN1
AFN4
210
AFS1
AFS5
AFV2
AFV1
190
AFN2
170
150
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
Contenido de finos (%)
Figura 3.41: Relación entre contenido de finos y escurrimientos obtenidos para a/c = 1
350
EHE
AFC1
330
Escurrimiento a/c = 1 (mm)
AFC2
310
290
270
AFE
AFN5
250
AFS3
AFN6
AFS5
230
AFV2
210
AFS1
AFN3
AFN1
AFN4
AFV1
190
AFN2
f(x) = 0,79x + 173,78
R2 = 0,64
170
150
20
30
40
50
60
70
80
90
Equivalente de arena (%)
Figura 3.42: Relación entre equivalente de arena y escurrimientos obtenidos para a/c = 1
190
100
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
0,20
EHE
∆ Demanda de agua por finos
AFN2
0,15
AFS3
AFV1
0,10
AFN3
AFS1
AFN4
0,05
AFN1
0,00
AFE
-0,05
AFN6
f(x) = 0,02x - 0,10
R2 = 0,58
-0,10
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Contenido de finos (%)
Figura 3.43: Relación entre contenido de finos e incremento de demanda de agua por finos
0,25
EHE
f(x) = 0,00x + 0,21
R2 = 0,62
∆ Demanda de agua por finos
0,20
AFN2
0,15
AFS3
0,10
AFV1
AFS1
AFN4
AFN3
0,05
AFN1
0,00
AFE
-0,05
AFN6
-0,10
20
30
40
50
60
70
80
90
Equivalente de arena (%)
Figura 3.44: Relación entre equivalente de arena e incremento de demanda de agua por finos
Las arenas recicladas presentan propiedades muy variables en función de su naturaleza y
proceso de fabricación, que pueden influir en la consistencia de los morteros y hormigones
191
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
fabricados con ellas. Los valores de absorción en las catorce arenas analizadas han variado
del 2,6 al 6%, la humedad crítica del 5,8 al 13,1% y el contenido de finos del 3,3 al 11,4%.
Sin embargo, las diferencias en los resultados de demanda de agua obtenidos con las
diferentes arenas recicladas son menos acusados entre ellas (diferencia de escurrimientos 75
milímetros o un incremento de agua/cemento igual a 0,15 para el mismo escurrimiento) que
cuando se comparan con las arenas naturales (hasta 160 milímetros de pérdida de
escurrimiento para la arena reciclada más desfavorable o un incremento de agua/cemento igual
a 0,4 respecto a la arena caliza, para el mismo escurrimiento). En la práctica, la máxima
diferencia de la relación agua/cemento entre las diferentes arenas recicladas encontrada para
el mismo escurrimiento (de valor igual a 0,15) es inferior a la que cabría esperar teniendo en
cuenta el rango de humedades críticas y contenido de finos tan amplio en el que se mueven las
propiedades de dichas arenas. En particular, y teniendo en cuenta únicamente el efecto de la
humedad crítica, ésta da una diferencia máxima de 7,3% (máximo valor-mínimo valor
obtenido), lo cual en relación agua/cemento supondría un incremento igual a 0,22. A este dato
habría que sumar además el efecto de la demanda de agua por los diferentes contenidos de
finos, que se ha estimado anteriormente en un incremento adicional de la relación
agua/cemento igual a 0,1. Este resultado indica que si bien las arenas pueden presentar
propiedades en un amplio rango de valores, su efecto final en la consistencia de los morteros
se ve reducido.
3.5.2.- Resistencia a compresión de los morteros con arena reciclada
En la siguiente Figura 3.45 se relaciona la resistencia media a compresión con la relación
agua/cemento para los morteros fabricados tanto con arenas recicladas como con arenas
naturales.
Según los resultados obtenidos, el efecto principal del tipo de arena utilizada se produciría
sobre la demanda de agua y consistencia obtenida en los morteros, con consecuencias
directas en la disminución de resistencias. Así, se observa que las arenas naturales (silícea y
caliza) han permitido fabricar morteros de consistencia adecuada y baja relación agua/cemento
gracias a su menor demanda de agua, permitiendo alcanzar de esta manera elevadas
resistencias. Las arenas recicladas, sin embargo, necesitan un mayor contenido de agua para
obtener consistencias adecuadas en los morteros frescos, por lo que han tenido que fabricarse
con relaciones agua/cemento muy elevadas, obteniéndose resistencias muy inferiores, tanto
menores cuanto más baja es la relación a/c del mortero considerado.
En concreto, para relaciones agua/cemento altas, los resultados obtenidos se alinean
prácticamente en una única curva para ambos tipos de arenas, indicando, por tanto, que la
resistencia de los morteros estaría fundamentalmente gobernada por la relación agua/cemento,
y no por la calidad de la arena utilizada en su fabricación.
Sin embargo, cuando se fabricaran morteros de baja relación agua/cemento utilizando arenas
recicladas (compensando su elevada demanda de agua mediante un aditivo superplastificante
para obtener consistencias adecuadas) se obtienen morteros con unas bajadas de resistencia
importantes respecto a los de las arenas naturales. En concreto, se han obtenido las
resistencias de morteros utilizando las arenas recicladas de mejor y peor calidad (AFN1 y
AFS3, arenas de mayor y menor equivalente, respectivamente). El conjunto de resultados de la
gráfica puede alinearse entonces en tres curvas independientes, la primera para arenas
naturales y las otras dos delimitando la horquilla para las arenas recicladas, de manera que
estas curvas tienden a converger a medida que aumenta la relación agua/cemento.
192
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia media a compresión (N/mm²)
80
f(x) = 173,69—0,13^x
R² = 0,99
Arenas naturales, R2 = 0,98
70
f(x) = 92,89—0,24^x
R² = 0,88
60
f(x) = 73,66—0,26^x
R² = 0,95
AFN1, R2 = 0,88
50
40
30
AFS3, R2 = 0,94
20
10
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
agua/cemento
AFT
AFN1
AFN3
AFS1
AFV1
Recicladas
AFC1
Regresión exponencial para AFN1
AFN4
AFS3
Naturales
AFC2
AFN2
AFN6
Regresión exponencial para AFS3
Regresión exponencial para Naturales
Figura 3.45: Relación de la resistencia a compresión con la relación agua/cemento
En particular, para la arena de mejor calidad AFN1, el descenso de resistencia se cuantifica en
un 30% en las relaciones agua/cemento más bajas, y desaparece ya en los morteros de 20
MPa, para los que la resistencia del mortero de control coincide con el mortero con arena
reciclada. Con la arena de peor calidad la bajada inicial de resistencia es del 40% para los
morteros de 65 MPa, y aún permanece una bajada del 12% en los morteros de 20 MPa.
En la siguiente Figura 3.46 se representan las líneas rectas que ajustan las resistencias a
compresión con la relación cemento/agua, siguiendo el modelo de Carlos de La Peña. La
regresión de color rojo recoge los resultados obtenidos en todos los morteros fabricados con
arenas recicladas. La regresión azul incluye, además, los resultados en morteros con arenas
naturales, pero excluyendo aquellos obtenidos con arenas recicladas y baja relación
agua/cemento.
193
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
1,80
f(x) = 0,029x - 0,087
R² = 0,715
1,60
1,40
f(x) = 0,023x + 0,016
R² = 0,958
c/a - 0,5
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0
10
20
30
40
50
60
70
Resistencia a compresión media (N/mm²)
Figura 3.46: Relación de la resistencia a compresión con la relación agua/cemento según el modelo de
Carlos de La Peña
En el gráfico se representan los valores de la relación agua/cemento total utilizada en la
fabricación de los morteros, habiendo sido empleadas en todos los casos las arenas en estado
seco. El hecho de obtenerse un ajuste con un buen coeficiente de correlación es indicativo de
la influencia determinante que este parámetro tiene en la resistencia. La dispersión de
resultados alrededor del ajuste viene condicionada por la calidad de la arena utilizada así como
su efecto en la relación agua/cemento efectiva, mediante el proceso de absorción de agua por
parte de las arenas recicladas durante el amasado.
El aumento del contenido de agua al utilizar las arenas recicladas, para mantener el mismo
nivel de consistencia tiene una repercusión directa en la resistencia a compresión alcanzada,
en comparación con las arenas naturales, tal como se aprecia en la Figura 3.47. En la figura se
dibujan las líneas de ajuste que marcan la horquilla en la que se mueven todas las arenas
ensayadas. Se observa que para un comportamiento en fresco similar (misma consistencia) la
arena reciclada puede ocasionar una mejora o descenso de la resistencia a compresión
cercana a los 7,5 megapascales. Este valor no es elevado si se compara con la diferencia de
resistencia que se llega a alcanzar al utilizar las arenas naturales en los morteros de menor
escurrimiento (fabricados con menor relación agua/cemento) que se eleva hasta prácticamente
el doble de resistencia (de 30 megapascales con arenas recicladas a 60 megapascales con la
arena silícea o caliza).
194
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia media a compresión (N/mm²)
70
60
50
40
30
20
10
0
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
Escurrimientos (mm)
AFT
AFN1
AFN4
AFS3
Regresión lineal para AFT
Regresión lineal para AFN1
AFN6
AFV1
AFC
AFN2
AFS1
Regresión lineal para AFC
AFN3
Regresión lineal para AFS1
Figura 3.47: Relación de la consistencia con la resistencia a compresión
Los resultados indican que en los morteros de menor relación agua/cemento y, por tanto, con
una pasta de mayor resistencia, la selección del árido utilizado en la fabricación es
determinante para conseguir una buena resistencia. Sin embargo, también se aprecia que el
efecto de la calidad de la arena sobre la resistencia del mortero es considerablemente inferior
cuando se trata de morteros de baja resistencia (5 - 10 megapascales) para los cuales las
líneas de las arenas recicladas y la de la caliza tienden a confluir.
Estos resultados señalan como campo posible de utilización de las arenas recicladas los
morteros utilizados en albañilería a los que se se clasifica en categorías resistentes que
comienzan en 0,4 megapascales y llegan a los 15 megapascales. Estas arenas podrían
asimismo ser utilizadas en bordillos y baldosas habitualmente fabricadas con microhormigones,
para los cuales las resistencias a compresión especificadas en la normativa se mueven en el
rango entre 3,5 y 5 megapascales. En estos niveles de resistencia el comportamiento de la
arena reciclada no debe resultar muy inferior al que se conseguiría con una arena natural
caliza.
3.5.3.- Análisis de los resultados del estudio experimental
A priori, la elevada demanda de agua que presentan las arenas recicladas puede explicarse
por las siguientes razones:
195
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
El contenido de finos que incorporan, así como la naturaleza de los mismos (posible presencia
de finos arcillosos de muy alta demanda de agua).
El alto coeficiente de absorción que presentan, que tal y como se refleja en la Figura 3.48
oscila dentro del intervalo 2,6 - 6% (para los resultados a las 24 horas). Este coeficiente refleja
la capacidad que tiene la arena de retener agua en el interior de los poros de sus granos.
La elevada humedad crítica que presentan, que se mueve en el intervalo 5,8 - 13,1%, y que
refleja la capacidad que tiene la arena de retener agua tanto en el interior de los poros de sus
granos (absorción) como en su superficie (adsorción).
Results at 10 min related to those at 24 h
12
AFE
y = 0,91—x
R2 = 0,90
11
10
AFN1
9
AFN6
AFS2
AFN5
8
AFS5
10 min
AFS1
7
y = 0,92—x
R2 = 0,72
AFN4
AFN3
AFS3
6
AFN5
AFE
5
AFV1
AFN2
AFN1
AFS3
AFS4
AFN4
AFV1
AFN6
AFS2
AFV2
AFS1
AFV2
AFN3 AFN2
AFS5
y = 0,87—x
R2 = 0,09
4
3
2
1
AFS4
Absorption
Critical humidity
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
24 h
Figura 3.48: Valores de absorción y humedad crítica de las arenas recicladas, a 24 h y 10 min
3.5.3.1.- Influencia del contenido y naturaleza de los finos
En la Figura 3.49 se compara el contenido de finos de las arenas con los escurrimientos
obtenidos en los morteros fabricados para una relación agua/cemento igual a 1 (las
correlaciones que se indican en las figuras no incluyen las arenas cuyos puntos aparecen
redondeados: arenas dispares y las dos calizas de control).
Se observa en dicha Figura 3.49 que la variación en la demanda de agua de las arenas
recicladas está relacionada con su contenido de finos. En dos de las arenas los valores se
apartan del ajuste: la arena AFS3, que con un contenido de finos muy elevado (bajo
equivalente de arena) mejora sus resultados de consistencia, lo cual puede ser debido a que se
trata de una arena con una baja humedad crítica. La arena AFN2, en cambio, da valores muy
reducidos de escurrimiento a pesar de su bajo contenido de finos. Para esta arena cabría
pensar en que los finos presenten una naturaleza arcillosa de muy alta demanda de agua, si
bien la difracción de rayos X no ha detectado la presencia de montmorillonitas.
196
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
350
Escurrimiento a/c = 1 (mm)
330
EHE
f(x) = -6,55x + 271,94
R2 = 0,67
AFC2
AFC1
310
290
270
AFN5
AFE
250
230
AFN6
AFS3
AFN3
AFN1
AFN4
210
AFS1
AFS5
AFV2
AFV1
190
AFN2
170
150
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
Contenido de finos (%)
Figura 3.49: Relación entre contenido de finos de las arenas y consistencias de los morteros fabricados con
una relación agua/cemento igual a 1
Por otra parte, en la Figura 3.50 se compara el valor del equivalente de arena con los
escurrimientos obtenidos en los morteros fabricados para una relación agua/cemento igual a 1.
Queda reflejado el efecto positivo que tienen los equivalentes de arena elevados sobre el
escurrimiento obtenido en los morteros reciclados.
Tal como se ha comentado con anterioridad, la normativa europea de áridos (morteros y capas
para carreteras) permite un contraste experimental en el comportamiento del hormigón o
mortero cuando una arena presenta un bajo equivalente de arena (y la propia Instrucción EHE08 así lo menciona). Sin embargo, para las arenas recicladas se observa un comportamiento
de la consistencia de los morteros mucho peor en comparación con arenas naturales que
tienen similares equivalentes de arena. Así, en la Figura 3.50 se representan las dos arenas
calizas, que con valores también algo reducidos del equivalente de arena han dado morteros
con una consistencia muy superior a los morteros reciclados. Sin embargo, la diferencia de este
comportamiento está relacionada con la elevada humedad crítica que presentan las arenas
recicladas, que es el factor determinante sobre su efecto en el escurrimiento de los morteros.
197
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
350
EHE
AFC1
330
Escurrimiento a/c = 1 (mm )
AFC2
310
290
270
AFE
AFN5
250
AFS3
AFN6
AFS5
230
AFV2
210
AFS1
AFN3
AFN1
AFN4
AFV1
190
AFN2
f(x) = 0,79x + 17 3,78
R 2 = 0,64
170
150
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Equivalente de arena (%)
Figura 3.50: Relación entre equivalente de las arenas y consistencias de los morteros fabricados con una
relación agua/cemento igual a 1
Asimismo, se pueden representar los incrementos en la demanda de agua obtenidos por el
contenido de finos para las diferentes arenas recicladas (Figuras 3.51 y 3.52).
198
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
0,25
∆ Demanda de agua por finos
EHE
AFV2
0,2
AFN2
0,15
AFS3
0,1
AFE
AFN3
AFV1
AFS1
AFN4
0,05
AFS5
f(x) = 0,01x + 0,01
R 2 = 0,60
AFN1
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Contenido de finos (%)
Figura 3.51: Relación entre contenido de finos de las arenas e incremento de demanda de agua por efecto de
los finos
0,25
∆ Demanda de agua por finos
EHE
0,2
f(x) = -0,00x + 0 ,14
R 2 = 0,45
AFV2
AFN2
0,15
AFS1
0,1
AFN3
AFS3
AFV1
AFE
0,05
AFN4
AFS5
AFN1
0
20
30
40
50
60
70
80
90
Equivalente de arena (%)
Figura 3.52: Relación entre equivalente de las arenas e incremento de demanda de agua por efecto de los
finos
199
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Se observa en las figuras anteriores que la diferencia entre arenas recicladas con bajo
contenido de finos (4%) y alto contenido de finos (11%) ocasiona un incremento en la relación
agua/cemento próximo a 0,1.
Como consecuencia directa, si se exige que las arenas recicladas den el mismo escurrimiento
en el mortero, la diferente demanda de agua que presentan entre sí por su diferente contenido
de finos ocasiona una pérdida de resistencia estimada en 7,5 N/mm2, ya que la que más
demanda de agua presenta se fabricará con mayor relación agua/cemento (hasta un
incremento de agua/cemento igual a 0,1).
3.5.3.2.- Influencia de la absorción y humedad crítica
Al contrario de lo que cabría esperar, ni la humedad crítica ni la absorción de las arenas
recicladas parecen tener influencia en las diferentes consistencias que obtienen los morteros
fabricados (Figuras 3.53 y 3.54):
Escurrimiento a/c = 1 (mm)
400
350
AFC1
AFC2
300
AFN5
AFS3
250
AFN3
AFE
AFN6
AFN4
AFS5
AFN1
200
AFV2
AFV1
AFS1
AFN2
150
6
7
8
9
10
11
12
Humedad crítica analizador 10 min (%)
Figura 3.53: Relación entre humedad crítica de las arenas y consistencias de los morteros fabricados con
una relación agua/cemento igual a 1
200
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Escurrimiento a/c = 1 (mm)
350
300
250
200
150
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
Absorción analizador 24 h (%)
Figura 3.54: Relación entre humedad crítica de las arenas y consistencias de los morteros fabricados con
una relación agua/cemento igual a 1
Para el caso de la absorción, los resultados podrían considerarse coherentes si se tiene en
cuenta la buena correlación que presenta la resistencia obtenida con los morteros con la
relación agua/cemento total utilizada en su fabricación. Si la absorción jugara un papel
relevante, esta correlación únicamente sería buena considerando la relación agua/cemento
efectiva de los morteros.
En cambio, para la humedad crítica los ensayos que se han realizado con arenas presaturadas
sin finos, aislando por tanto esta variable, indican que es necesario añadir una cantidad
importante extra de agua para presaturar la arena y así obtener consistencias de mortero
aceptables, comparables con las obtenidas con arenas naturales de machaqueo. Este
incremento de agua es consecuencia de la elevada humedad crítica de las arenas recicladas,
cuantificado en un aumento de la relación agua/cemento entre 0,17 y 0,27, si bien no se ha
podido establecer una relación entre la consistencia del mortero y la humedad crítica de la
arena.
Esta aparente contradicción sobre el verdadero efecto de la humedad crítica puede estar
relacionada con la diferente forma de añadir el agua a los morteros durante su fabricación: bien
presaturando la arena (la humedad crítica permite una mejora drástica de la fluidez del
mortero), o bien añadiendo el agua de presaturación directamente en la amasadora como parte
del agua total (en valor absoluto); se obtiene también una mejora notable de la fluidez, pero las
diferentes humedades críticas de las arenas no se relacionan con los escurrimientos
alcanzados. En el primer caso el agua está en contacto directo con la arena (humedad crítica
real) mientras que en el segundo es la pasta de cemento la que se pone en contacto.
Una arena reciclada de características intermedias precisa por efecto de la humedad crítica un
incremento en la relación agua/cemento de 0,32 (con una tolerancia de ±0,1) para mantener la
misma consistencia que una arena caliza natural. Un incremento de 0,22 en la relación agua
201
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
cemento supone una bajada de resistencia a compresión de 20 megapascales en los morteros
de elevada resistencia.
Las arenas calizas proporcionan resistencias similares a las arenas recicladas para relaciones
agua/cemento muy elevadas, ya que la calidad de la arena no es relevante para una pasta de
cemento de baja calidad. Con relaciones agua/cemento decrecientes, la menor calidad de la
arena reciclado ocasiona pérdidas de resistencia a compresión tanto mayores cuando mayor
es el nivel de resistencia del mortero: bajadas próximos a 15 megapascales para morteros de
50 megapascales con la misma relación agua/cemento igual a 0,5.
Para morteros de elevada resistencia (50 - 60 megapascales) la calidad de la arena, evaluada
tanto por su naturaleza resistente como por su efecto en la demanda de agua, juega ya un
papel fundamental. De esta forma, cuando se utiliza una arena reciclada, ambas características
ocasionan pérdidas de resistencia de hasta 20 megapascales en morteros con la misma
consistencia.
Sin embargo, también el efecto de la demanda de agua de la arena reciclada se amortigua en
morteros con elevado escurrimiento (300 milímetros) en los que las arenas calizas dan
resultados de resistencia algo más cercanos a los obtenidos con las arenas recicladas.
Las arenas recicladas no se consideran, por tanto, adecuadas para la fabricación de morteros
de buena calidad, pudiendo dar un resultado similar a las arenas naturales cuando se utilizan
en morteros de hasta 15 megapascales.
Finalmente, se valora en las siguientes Figuras 3.55, 3.56 y 3.57 de consistencia y resistencia
de los morteros fabricados, los resultados obtenidos únicamente con las arenas recicladas que
se consideran de mejor calidad, es decir, contenido de finos menor o igual al 6% y equivalente
de arena mayor o igual al 70% (Arenas AFE, AFN1 y AFN6).
202
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
350
Escurrimientos (mm)
300
250
200
150
100
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
para AFC1
para AFN1
para AFN3
para AFN6
para AFS3
para AFV1
para AFE
agua/cemento
AFT
AFC2
AFN2
AFN4
AFS1
AFS5
AFV2
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
Regresión lineal
para AFT
para AFC2
para AFN2
para AFN4
para AFS1
para AFS5
para AFV2
AFC1
AFN1
AFN3
AFN6
AFS3
AFV1
AFE
Figura 3.55: Consistencias obtenidas para los distintos morteros fabricados
203
1,1
1,2
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia media a compresión (N/mm²)
80
Arenas naturales, R2 = 0,98
70
60
AFN1, R2 = 0,88
50
40
30
AFS3, R2 = 0,94
20
10
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
agua/cemento
AFT
Regresión exponencial para AFN1
AFN4
AFS3
Naturales
AFC1
AFN2
AFN6
Regresión exponencial para AFS3
Regresión exponencial para Naturales
AFN1
AFN3
AFS1
AFV1
Recicladas
Figura 3.56: Relación de la resistencia a compresión con la relación agua/cemento
204
1,20
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
Resistencia media a compresión (N/mm²)
70
60
50
40
30
20
10
0
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
Escurrimientos (mm)
AFT
AFN1
AFN4
AFS3
Regresión lineal para AFT
Regresión lineal para AFN1
AFN6
AFV1
AFC1
AFN2
AFS1
Regresión lineal para AFC1
AFN3
Regresión lineal para AFS1
Figura 3.57: Relación de la consistencia con la resistencia a compresión
3.6.- CONCLUSIONES
3.6.1.- Propiedades de las arenas recicladas
−
El apartado I.1.7 recoge de forma resumida en tablas las principales especificaciones
exigidas a las arenas recicladas en la Normativa Internacional. Se observa una gran
dispersión en los valores exigidos por las diferentes normas consultados.
−
Se han caracterizado catorce arenas recicladas de diferente procedencia. Los
principales incumplimientos de los requisitos exigidos por la Instrucción EHE están
relacionados con el coeficiente de absorción, el contenido de finos, partículas
ligeras y sulfatos solubles en ácido (Tabla 1.35).
−
El coeficiente de absorción de las arenas recicladas está directamente relacionado con
su densidad (Figura 1.12). Los resultados de absorción de las arenas recicladas
españolas caracterizadas (valores de 2,2 a 6,2%) se encuentran en el rango inferior en
comparación con otros estudios internacionales. La limitación al coeficiente de
absorción de las arenas recicladas es muy variable de unas normativas a otras. Como
punto de partida, si se quiere excluir la utilización de arenas ligeras (< 2 g/cm3) el
205
Unión Europea
FEDER
Invertimos en su futuro
coeficiente de absorción debiera ser menor al 10%, en concordancia con lo exigido
por la normativa DIN alemana.
−
En la realización del ensayo europeo normalizado para la determinación de la
absorción, se observa en estas arenas un comportamiento evolutivo en la pérdida de
forma del tronco de cono de la arena moldeado con la arena húmeda, determinándose
como coeficiente de absorción la humedad correspondiente a la forma cónica perfecta,
de acuerdo a la norma. La normativa de ensayo americana, sin embargo, determina
como resultado del ensayo la humedad correspondiente al comienzo de la pérdida de
forma del tronco de cono de la arena húmeda, valor resultante más alto (y que en la
teoría del secado de materiales granulares porosos se designa específicamente como
humedad crítica). El valor de la humedad crítica, de acuerdo al estudio que se ha
realizado, se considera más representativo que el coeficiente de absorción de la
verdadera demanda de agua que originarán estas arenas al ser utilizadas en la
fabricación de hormigones y morteros, por lo que debería ser el parámetro para la
caracterización de estas arenas en sustitución del coeficiente de absorción.
−
Las arenas recicladas por su naturaleza presentan un elevado contenido de partículas
ligeras, relacionadas con la baja densidad del mortero de pasta de cemento. También
influye en esta propiedad la contaminación con asfalto del material de origen. Así,
aquellas arenas que presentaban un contenido especialmente elevado de partículas
ligeras estaban relacionadas con partidas contaminadas con asfalto (tres arenas
de las catorce estudiadas, Figuras 1.8, 1.9 y 1.10). Para el resto, las partículas ligeras
presentes en las arenas recicladas se han situado por debajo del 2% (Figura 1.11) y son
en general de mortero poroso, no relacionadas con el tipo de partícula al que va
destinada la especificación exigida en arenas naturales (partículas de madera, lignito,
etcétera), por lo que se puede cuestionar si debe exigirse el mismo requisito que a las
arenas naturales (0,5% valor máximo). Se ha observado que las arenas de menor
densidad, en el límite de los que se consideraría una arena ligera tienden a presentar un
porcentaje superior de partículas ligeras. Con este criterio y el de excluir de forma
simultánea las arenas con contenido no admisible de partículas asfálticas, se propone
descartar las arenas con un porcentaje de partículas ligeras superior al 1%, aunque
sería necesario un estudio específico que valorara el efecto de este límite sobre las
propiedades de morteros y hormigones.
−
Asimismo, el incumplimiento del contenido de sulfatos se relaciona con la pasta de
cemento adherida a las partículas de arena reciclada, por lo que de igual manera sería
conveniente un estudio específico para valorar si estos sulfatos pueden ocasionar un
daño real en hormigones y morteros fabricados con arenas recicladas y establecer, en
su caso, un requisito específico para ellas.
−
Las arenas recicladas presentan en general bajos valores del equivalente de arena,
incumpliendo el requisito exigido por la Instrucción EHE-08. Sin embargo, los resultados
indican que en general, el equivalente de estas arenas está relacionado
directamente con su contenido de finos y no con su procedencia arcillosa (Figura
1.3). En particular las arenas recicladas con un contenido de finos cumpliendo lo exigido
por la Instrucción EHE-08 (< 6%) también cumplirán el equivalente de arena (< 70%).
Los equivalentes pueden ser menores que los que presentan las arenas calizas con
similar contenido de finos (caso de la caliza AFC2), lo cual podría estar relacionado con
la menor densidad de los finos procedentes de la pulverización de la pasta de cemento
hidratada. También se ha encontrado algún caso puntual (arena AFN2) con un
equivalente de arena muy por debajo de lo esperado, lo cual debería estar relacionado
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Invertimos en su futuro
con la naturaleza de los finos que presenta (arcillosos o tal vez de muy baja densidad).
Estos resultados con las arenas españolas caracterizadas también se han confirmado
cuando se consideran los resultados de otros estudios (Figura 1.15).
El incumplimiento del equivalente de arena, de acuerdo con la normativa europea de áridos y
con la propia Instrucción EHE-08 puede contrastarse realizando ensayos de comportamiento
en hormigones o morteros, aspecto que será tratado en el Capítulo III.
3.6.2.- Propiedades de los hormigones con arena reciclada
La incorporación de arena reciclada en hormigones estructurales origina una demanda de agua
que puede ser compensada presaturando la arena con el agua correspondiente al valor de su
humedad crítica, si bien se producirá una reducción de la resistencia a compresión del
hormigón.
La calidad de la arena reciclada juega un papel muy importante en las propiedades mecánicas
y la durabilidad de los hormigones estructurales. Los resultados de resistencia a compresión y
penetración de agua obtenidos con tan sólo un 10% de arena reciclada con un 11% de
humedad crítica han sido comparables a los obtenidos con un 20% de arena, si ésta tenía una
humedad crítica de 7%. Para la fabricación de hormigones estructurales, es fundamental que la
arena cumpla todas las especificaciones recogidas en el apartado de este capítulo
correspondiente a la Calidad de las arenas recicladas, y en particular que tenga un valor bajo
de la humedad crítica, siempre inferior al 10%.
Incluso utilizando arenas de buena calidad y en proporción baja las propiedades mecánicas y
durabilidad del hormigón estructural se pueden ver afectadas de forma considerable. En esta
aplicación, por tanto, se recomienda la utilización de un valor máximo del 10% de arena
reciclada. Con estos requisitos es previsible que el hormigón fabricado no experimente más de
un 10% de bajada de resistencia a compresión y un 5% de bajada del módulo de elasticidad.
Asimismo, la dosificación que se utilice para cumplir los requisitos de resistencia,
incrementando el contenido de cemento o reduciendo la relación agua/cemento para
compensar la pérdida ocasionada por la arena, también garantizará un comportamiento
adecuado en el ensayo de penetración de agua así como en los procesos de carbonatación del
hormigón (los hormigones convencionales y con arena reciclada de igual resistencia presentan
la misma profundidad de penetración de agua y la misma velocidad de carbonatación).
3.6.3.- Propiedades de los morteros con arena reciclada
Las arenas recicladas presentan propiedades muy variables en función de su naturaleza y
proceso de fabricación (Tabla 3.6), que pueden influir en la consistencia de los morteros y
hormigones fabricados con ellas.
El rango de humedades críticas que se ha obtenido (7,3% como diferencia entre el valor mayor
y menor) permitiría estimar un incremento en la relación agua/cemento igual a 0,22 entre la
mejor y peor arena reciclada. De acuerdo con el rango en el contenido de finos cabría
asimismo esperar un incremento adicional de agua/cemento igual a 0,1 (Figuras 3.12, 3.13,
3.14 y 3.15). Sin embargo, en la práctica, la máxima diferencia de la relación agua/cemento al
utilizar las diferentes arenas recicladas para fabricar morteros con el mismo escurrimiento ha
sido notablemente inferior de acuerdo con la Figura 3.1 (diferencia en la relación agua/cemento
máxima igual a 0,15). Este resultado indica que si bien las arenas pueden presentar
propiedades en un amplio rango de valores, su efecto final en la consistencia de los morteros
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Invertimos en su futuro
se ve notablemente reducido. De hecho, las diferencias en los resultados de demanda de agua
obtenidos con las diferentes arenas recicladas son menos acusados entre ellas que cuando se
comparan con las arenas naturales.
En contra de lo que cabría esperar, no se ha encontrado una relación directa entre la
consistencia de los morteros reciclados y el valor de la humedad crítica de las arenas
recicladas. Esto se atribuye a que los ensayos se han utilizado diferentes métodos de
fabricación de los morteros reciclados (presaturando la arena o añadiendo una cantidad de
agua extra equivalente durante el amasado).
Como valoración final del efecto de las arenas recicladas en la consistencia de los morteros, el
Figura 3.1 muestra que, en términos medios, al utilizar una arena reciclada para la fabricación
de morteros, ésta ocasionará un incremento directo de la demanda de agua equivalente a
agua/cemento igual a 0,32 (valor medio de la demanda de agua total de todas las arenas en la
Tabla 3.6). Este valor se verá aumentado o disminuido dentro del intervalo ±0,1, en función del
valor de la humedad crítica y mayor o menor contenido de finos que presente la arena. En
particular, se ha estimado que los finos tienen una influencia en la demanda de agua dentro del
intervalo agua/cemento igual ±0,05, de lo que se deduce que los diferentes valores de la
humedad crítica ocasionan asimismo una variación adicional igual a ±0,05.
El incremento en la demanda de agua ocasionado por los finos estimado en un valor máximo
de 0,1 conlleva una pérdida de resistencia de 7,5 megapascales entre la arena con mayor y
menor contenido de finos, si éstas se utilizan en la fabricación de morteros de elevada
resistencia (Figura 3.8).
Por efecto de la utilización de una arena reciclada, el incremento de la relación agua/cemento
medio esperado (igual a 0,32) ocasionará de forma directa un descenso de la resistencia a
compresión cercano al 50% en morteros de buena calidad (Figura 3.8), si se quiere mantener
la misma consistencia. Adicionalmente, también la propia calidad de la arena reciclada tiene un
efecto directo en la resistencia de los morteros, especialmente cuando éstos son de buena
calidad, fabricados con una baja relación agua/cemento. De acuerdo con la Figura 3.8, este
factor puede ocasionar un descenso adicional de resistencia próximo al 10% si la arena
presenta un contenido de finos excesivo.
Sin embargo, en morteros de baja resistencia fabricados con relaciones agua/cemento muy
elevadas (Figura 3.8), las arenas recicladas proporcionan resistencias similares a las arenas
calizas, ya que la calidad de la arena no resulta relevante para una pasta de cemento de baja
calidad. Así, para morteros de resistencia menor o igual a 20 megapascales la utilización de
una arena reciclada de buena calidad no ocasiona apenas reducción en la resistencia a
compresión. Adicionalmente, estos morteros se fabrican con una relación agua/cemento muy
elevada (superior a 1,1) dando escurrimientos próximos a los obtenidos con las propias arenas
calizas (Figura 3.10).
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