RECICLADO DE HORMIGON CON CANTO, RODADO PATAGONICO

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RECICLADO DE HORMIGON CON CANTO RODADO _,

PATAGONICO

Se evaluaron algunas propiedades f1sicas de los agregados reciclados en hormigones elaborados. Losagregados reciglados presentaron menor densidad, mayor absorcion y mayor desgaste que el canto rodado natural. En las mezclas en estado fresco se encontro, respecto al patron, que los hormigones con reemplazo no modificaron el asentamiento en forma sustancial, pero el factor de compactacion disminuyo a medida que aumento el porcentaje de reciclado.

En el hormigon endurecido las resistencias se vieron modificadas respecto al patron, al igual que la capacidad y velocidad de succion capilar.

Latendencia actual en la construccion estener un cicio de vida 10 mas cerrado y eficiente posible. Se parte de un material de loslIamados de primera generacion, y tras un proceso detransformacion se gene-

ra un insumo que, agotada suvida

util, produce un material de dese- cho, elcual, luego de recorrer otro proceso de transformacion, da por resultado un elemento distinto, lIa- mado de segunda generaci6n. Enla industria de la construccion el proceso ideal serra entonces: proyectar, construir, agotar la vida util, de- moler, reciclar y volver a proyectar con este nuevo material. Las plantas de produccion de agregado, proveniente de hormigones triturados, no son muy diferentes alasplantas en-

cargadas de la produccion deagre- gados convencionales, como piedra partida. Se pueden utilizar las mis- . mas trituradoras de mandibulas 0 bien lasde cono.

Desde1982 ladefinicion deagre- gado grueso dada por laASTM ha in- c1uido comotalal hormigon triturado.

Asimismo, la Federal Highway Admi- nistration recomienda el uso de hormigon reciclado como agregado en sus especificaciones y guias.

LaNational StoneAssociation re- conoce que laindustria del reciclado conserva losrecursos naturales pro- tegiendo el medio ambiente, solucio- na el problema de los desechos que genera la construccion, puede ser economicamente beneficiosa y esta destinada acrecer.

Ennuestro pars aun no tenemos normalizado su usa, pero ya se ha comenzado a estudiar las caracte- risticas de este nuevo material. Los trabajos encontrados ala fecha tra- tan el tema del reciclado de hormigon de piedra partida, pero dada la disponibilidad de canto rodado en la zona de influencia de la ciudad de Bahia Blanca se decidio iniciar una investigacion sobre hormigones elaborados con este agregado en particular.

Para evaluar el comportamiento de este nuevo concreto se procedio a reemplazar, enlas mezclas tradicio- nales,diferentes porcentajes de agre- gada grueso natural -canto rodado- por agregado reciclado de hormigon de canto rodadotriturado.

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Tabla 1- Granulometria Agregado Fino

't

⁸ ¹⁶ ³⁰ ⁵⁰

5 16 32 59 8"

Tabla 2 - Granulometria Agregado Grueso

38 25 19 12,5 9.5

22 "7 75 89

TamizN°

%aeumulado

Tamizmm

%aeumulado

Cemento: Se us6 cementa P6rt- land normal proveniente de una fa- brica ubicada en la provincia de Bue- nos Aires. Agregado Fino:constituido por arena natural silfcea proveniente de un yacimiento ubicado al sur de la provincia de Buenos Aires, de m6du- 10de finura 2,96 (IRAM 1505) y cuya granulometrfa se muestra en latabla 1. tsta cumple con las especificaciones de calidad dadas par la norma IRAM 1512.

Varios autores coinciden en que el uso de agregado fino reciciado para la elabaraci6n de un nuevo harmi- g6n trae consigo una disminuci6n en la resistencia (hasta un 40%) debido a su mayar demanda de agua. Es por ello que en el presente trabajo s610se hicieron reemplazos en el agregado grueso.

a) Natural: constituido por canto rodado de tamana maximo nominal 25 mm que cum pie con los Ifmites granuiometricos indicados en la nor-

ma IRAM 1627. La granulometrfa se indica en latabla 2.

b) Reciclado: EI hormig6n a re- ciciar provenia de la demolici6n de un tramo de pavimento de hormig6n (H-21) elaborado con un cantorodado semejante al anteriormente indicado.

Seredujo el material a reciclar con una trituradora de mandfbulas. Las partfculas resultantes fueron de tres tipos: canto rodado, mortero y canto rodado con mortero adherido (Fotos N°1,N°2 Y N°3). En muchos casos el canto rodado se despega entero del mortero, debido a que la interfase no soparta el proceso de trituraci6n (Foto N°4). Se clasific6 el agregado resultante, de tal manera de ajustar la curva granulometrica a laindica- da en latabla 2; es decir, se tiene una distribuci6n y un tamano maximo nominal semejante al canto rodado patag6nico que se utiliza en la zona de influencia de Bahia Blanca.

Se evaluaron algunas propiedades del agregado natural(canto rodado) y del agregado reciclado (hormig6n triturado), como granulometrfa, m6dulode finura, densidad saturada If superficie

't,5 100

seca, absorci6n de agua en 24 haras, indices de lajosidad (IRAM 1687-1)y elongaci6n (IRAM 1687-2) y desgaste

"LosAngeles" (gradaci6n "A" segun la granulometrfa obtenida, IRAM 1532).

Enlatabla 3 se detallan las ca·

racteristicas estudiadas delagregad.o grueso natural y del reciclado.

Mezclas: Para estudiar el comportamiento de los hormigones reciclados, evidenciar diferencias respecto al hormig6n patr6n y de- terminar un porcentaje de sustitu- ci6n 6ptimo se proyectaron cinco hormigones de relaci6n agua/cemento 0,50 con diferentes porcentajes de reemplazo, en volumen, de agregado grueso natural (can- to rodado) par agregado reciciado:

0%, 25%, 50%, 75% y 100%. De aquf en adelante seran identifica- dos como HP(hormig6n patr6n sin ningun reemplazo de hormig6n triturado), HR25, HR50, HR75 Y HR (hormig6n total mente elaborado con agregado recicladol. La tabla 4 muestra las proporciones de las mezclas estudiadas.

De acuerdo a bibliograffa encon- trada, hormigones elaborados con

Tabla 3 - Caraeteristieas de los Agregados

Agregado Modulo Densidad Absoreion indice indiee Desgaste

de sss °/0 Lajosidad Elongaci6n Los Angeles

finura kgJdm3 °/0 °/0 °/0

c.Rodado

7-)6 2.66 0"" 12 9 16

Reciclado

7-)6 2.36 ".0 15 23 "0

Tabla't - Proporciones de las mezclas estudiadas MEZCLAS

HP HR25 HR50 HR75 HR

Cemento IkgJm3)

35°

Relaci6n

ale 0,50

Canto Rodado IkgJm3)

1°5° 788 525 263

Agr. Reciclado IkgJm3)

233 ,,66 699 932

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agregados gruesos reciclados secas y arenanatural demandan, para una mismatrabajabilidad, un 5% mas de agua que loshormigones convencionales debido a su mayor capacidad deabsorcion. Par tal motivo, y para no causar una perdida de asentamiento, los agregados reciclados fueron saturados en agua 24 horas previas a su utilizacion.

PROPI EDADES DEL HORMIGON EN ESTADO FRESCO Y ENDURECIDO

Sedetermino encada una delas mezclasfrescas: asentamiento, medi- do can elcono deAbrams, y factor de compactacion, can aparato Glanville (British Standard 1881-103).

De cada paston se moldearon probetas cilfndricas (150 x 300 mm) que fueron curadas en camara hu- meda durante 28 dfas. A esa edad se ensayo un grupo a compresion y otro a traccion par compresion dia- metra!. Atres probetas selesrealizo unprimercorte a 30 mm delextrema correspondiente ala base de contac- to de la pro beta can el molde y un segundo aserrado a 50 mm del ante- rior, obteniendose tres "rodajas" para realizar la determinacion de la capacidad y la velocidad de succioncapi- lar de agua del hormigon endureci-

do (IRAM 1871). Se hace notar que tres muestras constituyen una serie de ensayo. Enlatabla 5 se mues- tran laspropiedades de lasmezclas enestado fresco: peso de launidad de volumen (P.UV), asentamiento y factor de compactacion obtenido can elaparato de Glanville (FC.).

En latabla 6 se informan losre- sultados de los ensayos de resistencia a la compresion (fc), traccion (f't), la determinacion de la capacidad (C) y la velocidad de succion capilar (S) deagua del hormigon endurecido.

Puede observarse en latabla 3 que la densidad del agregado reci- c1ado resulto ser menor, casi en un 13%, respecto a la del canto rodado.

Eslogicala diferencia en ladensidad teniendo en cuenta que laspartfcu- lastrituradas tienen un porcentaje de mortero (de menor densidad que el Cantorodado) adherido alcanto rodado original e inclusive pueden es- tar constituidas por mortero unicamente. Esta misma condicion explica elimportante aumento en el valorde la absorcion de agua de los agregados reciclados frente alosnaturales.

La forma de laspartfculas prove-

nientes delatrituracion dehormigon

depende de la calidad de este y de la clase detrituradora que se utilice. Si se campara la forma del canto rodado y el material reciclado, se puede apreciar en latabla 3,que elvalordel indice de lajosidad indica la presencia de c1astos redondeados en ambos casas. Respecto a la presencia de partfculas elongadas, es mayor el numero en el material reciclado.

EI desgaste par abrasion (ensayo "Los Angeles") obtenido para los agregadosrecicladosfue mas deldo- ble respecto alde los agregados naturales. Aun asi, ambos resultados de perdida se mantienen par debajo de los Ifmites indicados como maximo en el Reglamento CIRSOC-20l, 6.3.1.2.3 c).Este importante aumento en la perdida par desgaste se atribuye al elevado porcentaje de mortero y/o pasta adherido al agregado natural, as! como tam bien a la presencia de partfculas compuestas unicamente demortero(Fotos N° 5 Y N° 6).

A medida que se incrementa el porcentajede reemplazode agregado reciclado elpeso delaunidad de volumen delhormigon disminuye (tabla 5). Esto se explica debido a la menor densidad que presenta el hormigon triturado frente al canto rodado.

Encuanto alasentamiento se evidencia unaleve disminucion amedida que se incrementa el porcentaje de agregado reciclado utilizado, si

MElClAS

HP HR25 HR50 HR75 HR

P.U.V.lkgfm3

1 2~33 2~2~ 2377 2358 23°3

Asentamiento Imml

go go 80 80 7°

F. C.

0,g8 o,g~ o,go 0,88 0,85

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Foto 4:Impronta dejada por Los cantos rodados despegados

bienesteultimofue saturadodurante 24 horas previas a la elaboracion del hormigon. Dehaberse utilizado el triturado de hormigon en estado seco, la perdida de asentamiento hubie- ra side mucho mayor, ya que dicho agregado continuarfa absorbiendo agua luego de mezclado.

Similares conclusiones pueden hacerse respecto alos resultados del factor de compactacion, ya que es- tedisminuye a medida que aumenta el porcentaje de agregado reciclado empleado en las mezclas. Se pudo observar una menor trabajabilidad, haciendose mas "asperas" las mez- clasque contenian altoreemplazo de agregado natural por elreciclado.

En laFoto N° 7 puede apreciarse el aspecto de un hormigon realizado concanto rodado y otro con 100%de agregado grueso reciclado. Este ulti- mopresenta un menor porcentaje de canto rodadoexpuestodebidoa que el resto delaspartfculas gruesas estaban constituidas pormortero,las cuales no sediferenciandelnuevomortero.

Se puede explicar elaumento de resistencia en alguna de lasmezclas respecto al patron (tabla 6), en la

Foto 5:Material retenido en el tamiz N"

12 luego del ensayo de desgaste

mayor adherencia relativa enlainter- fase mortero-agregados reciclados respecto alaque se verifica entre el canto rodado y el mortero. Algunos autores ya han hecho referencia a esta situacion en hormigones de piedra partida. Sabido es que elvinculo entre elcanto rodado, de superficie lisa,y el mortero esmas debit que el que se presenta cuando el agregado tiene superficie rugosa.

La capacidad de succion capilar (C) de cada hormigon se calcula como el promedio de la capacidad de succion capilar de cada una de las trespro betas ("rodajas")(C) delase- riede ensayo.

La velocidad de succion capilar del hormigon (S), para cada una de lasmezclas, secalculo como la pen- diente de larecta obtenida median- te ajuste por cuadrados minimos de la serie de puntos correspondientes al intervalo de tiempo comprendido entre 0,1 C y0,9 C.Las graficas de cada una de las mezclas 5e pueden observar enlafigura l.

En la mayorfa delasmezclas con reemplazo tanto la capacidad como la velocidad de succion capilar au-

Foto 6: Material que pasa por eltamiz N°

12 luego del ensayo de desgaste

Foto 7:Aspecto del hormigon patron HP (sin ningun reemplazo del hormigon trituradol y del HR(hormigon totalmente elaborado con agregados recicladosl.

mentan respecto alhormigon patron, haciendose muy notorio cuando el agregado grueso esta constituido en su totalidad por reciclado. Esto se debe alhecho de que losagregados de hormigon triturado poseen una mayor porosidad.

• Ladensidad del agregado reciclado es un 13% menor respecto a la del canto rodado.

• La absorci6n de agua experimen- ta un importante aumento en 105

MEZCLAS

HP HR25 HR50 HR75 HR

f'c(MPal 27,0 29,~ 27,2 28,8 25,l

f't(MPal 2,6 2,9 2,~ 2,8 2,l

C(gJm21 60~ 3~0 l~l5 l377 l8~9

S (gJ(m2S

1/

²¹¹ ^0,66 0,37 l,66 l,6~ 2,30

(5)

HP HR25

~oo ^1~00

500 1200

~oo 300

~

1000

N N N

E 300 800

1

²⁰⁰ ^E

011 y=o,6S87X+118,78 ]:l

U 200 u 600

R'=0.9188 u

100 100 ~OO

•

^R:2 =0,917"1 200

0 0 0

0 200 ~oo 600 0 200 ~OO 600 0

1'1'Is '1'1

T'" Is "'I

• EIfactor de compactacion disminuye amedida que aumenta el porcentaje de agregado reciclado empleado en lasmezclas; esdecir, hayuna disminucion delatrabajabilidad.

Teniendo encuenta lasresistencias obtenidas, el porcentaje de reemplazo sugerido seriahastaun75%,ya que para valores mayores estas co- mienzan adisminuir.

La capacidad y velocidad de succion capilar de 105 hormigones con reemplazo de agregado grueso natural por reciclado aumentan respecto al hormigon patron, salvoparalamez- cia con un25% dereemplazo en que dichos valores disminuyen,

Se proyectaron cinco hormigones de igual relacion agua/cemento con·

diferentes porcentajes de reemplazo agregados reciclados frente a 105

naturales,

EIagregado reciclado presentamayor numero departiculas elongadas que elcanto rodado, No sucede10mismo respecto alas lajosas, yaque el porcentaje es semejante enambos casos.

EI desgaste por abrasion (ensayo

"Los Angeles") obtenido para 105 agregados reciclados fu e mas del doble respecto al de 105agregados naturales.

Amedida que seincrementa elpor- centaje de reemplazo de agregado reciclado el pesodelaunidad de volumen del hormigon disminuye, EIasentamiento evidencia una leve disminucion a medida que seincrementa el porcentaje dehormigon triturado.

y=1,66L,9X +316,98 R 2=0,9576

200 ~OO 600

T*Is '1'1

de agregado grueso natural (canto rodado) por agregado reciclado.

Se evaluaron algunas propiedades ffsicas de los agregados reciclados y se estudio el comportamiento de las mezclas en estado fresco y en estado endurecido.

Los agregados reciclados presenta- ran menor densidad, mayor absorcion y mayor desgaste que el canto radado natural. Enlas mezclas en estado fresco se encontro, respecto al patron, que los hormigones con reemplazo no modifica- ran el asentamiento en forma sustancial, pero el factor de compactacion disminuyo a medida que aumento el porcentaje de reciclado. En el hormigon endureci- dolas resistencias se vieron modificadas respecto alpatron, al igual que la capacidad y velocidad de succion capilar.

HR75 HR

1~00 1600

1200 1~00

1000 1200

N

800 N

E 1000

]:l E

u ⁶⁰⁰ ]:l 800 1 Profesor Asociado del

y=1,6""7X+266,89 u

600 ^y⁼^2.)OlX+ ^289,17

~OO R:2=0,9721 R2=o.9S9 Departamento de Ingenieria:

200 ~oo 2.Asistente de docencia del

0 200

Departamento de Ingenieria:

0 200 ~OO 600 0

3.Ayudante de docencia del

0 200 ~OO 600

T*Is '1'1 T* Is '1'1 Departamento deIngenieria de la

Universidad Nacional del Sur.

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