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1

UTILIZACIÓN DE

ÁRIDOS RECICLADOS

EN HORMIGÓN NO

ESTRUCTURAL

Marta Sánchez de Juan

Laboratorio Central de Estructuras y Materiales

CEDEX

Utilización de áridos reciclados en hormigón no estructural Cursos de verano. UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

CONTENIDO

1. Definiciones

2. Normativa sobre Hormigón Reciclado en la EHE

1. Hormigón no estructural

2. Hormigón reciclado

3. Experiencia española

4. Propiedades del árido reciclado procedente de

RCDs

5. Propiedades del hormigón fabricado con árido

reciclado mixto

6. Conclusiones


http://cursosdeverano.unican.es/Cursos/Paginas/default.aspx

2

DEFINICIONES

ÁRIDO RECICLADO:

Árido de hormigón

Árido cerámico

Árido mixto

CERÁMICO MIXTO HORMIGÓN


DEFINICIONES

ÁRIDO RECICLADO

DE HORMIGÓN:

HORMIGÓN


3

DEFINICIONES

ÁRIDO RECICLADO CERAMICO

O MIXTO:


CERÁMICO

MIXTO

DEFINICIONES

APLICACIONES

Rellenos

Firmes de carretera

Hormigón no estructural

Hormigón estructural

http://www.cedexmateriales.vsf.es/view/catalogo.aspx


4

NORMATIVA: HORMIGÓN NO ESTRUCTURAL

Según el anejo nº18 “Hormigón no estructural” de la Instrucción

de Hormigón Estructural, EHE-08, se definen como hormigones

de uso no estructural, aquellos hormigones que no aportan

responsabilidad estructural a la construcción pero que colaboran

en mejorar las condiciones durables del hormigón estructural o

que aportan el volumen necesario de un material resistente para

conformar la geometría requerida para un fin determinado. Esta

tipología de hormigones, según la EHE, se puede clasificar en:

- Hormigón de limpieza (HL)

- Hormigón no estructural (HNE)

HNE-15/C/TM

Contenido mínimo de

cemento 150 kg/m3


NORMATIVA: HORMIGÓN NO ESTRUCTURAL

Según el anejo 18 “Hormigón no estructural” de la Instrucción de

Hormigón Estructural, EHE-08, se puede emplear hasta un

100% de áridos gruesos reciclados procedentes de

hormigón.

Absorción ≤7%

Material de densidad ≤1000 kg/m3 ≤1%

Contenido de metales, vidrios, materiales blandos, betún ≤1%

Contenido de asfalto ≤1%

Contenido de material cerámico ≤5%

Contenido de arena (<4 mm) ≤5%

Desclasificados inferiores ≤10%

Contenido de sulfatos (SO3) ≤ 0,8%

Contenido de cloruros ≤ 0,05%

EX

CL

US

IÓN

DE

LO

S

ÁR

IDO

S R

EC

ICL

AD

OS

MIX

TO

S


5

CONSIDERACIONES ADICIONALES

Composición de los residuos de construcción

Normativa internacional permite el uso de áridos

reciclados cerámicos o mixtos

4,0% 5,0%

4,0%

7,0%

0,3%

0,2%

5,0%

2,5%

1,5%

0,5%

4,0%

12,0%

54,0%

Cerámicos (54%)

Hormigón (12%)

Piedra (5%)

Arena,grava y áridos (4%)

Madera (4%)

Vidrio (0,5%)

Plástico (1,5%)

Metales (2,5%)

Asfalto (5%)

Yeso (0,2%)

Papel (0,3%)

Basura (7%)

Otros (4%)


NORMATIVA INTERNACIONAL: HORMIGÓN RECICLADO

ÁRIDO RECICLADO CERÁMICO ÁRIDO RECICLADO MIXTO AR DE

HORMIGÓN

Rilem Bélgica Reino

Unido Alemania

Reino

Unido Brasil Alemania

ESPAÑA

EHE-08

Densidad seca kg/m3 ≥1500 >1600 - ≥1800 - - ≥2000 -

Absorción ≤20% <18% - ≤20% - ≤12% ≤15% ≤7%

Material de densidad ≤1800 kg/m3 ≤10% ≤10% - - - - - -

Material de densidad ≤1000 kg/m3 ≤1% ≤1% ≤1% ≤1% - - ≤1%

Contenido de metales, vidrios,

materiales blandos, betún ≤5% ≤1% ≤5% (*) ≤1% ≤3% (*) ≤1%

Contenido de asfalto - - ≤5% ≤1% ≤10% - ≤1% ≤1%

Contenido de material cerámico ≤100% ≤100% ≤100% ≥80 ≤100% - ≤30% ≤5%

Contenido de finos (<0.063 mm) ≤3% <5% - <4% ≤3% - <4% -

Contenido de arena (<4 mm) ≤5% - - - - - - ≤5%

Desclasificados inferiores (%) - - - - - - - ≤10%

Contenido de sulfatos (SO3) ≤1% <1% ≤1% - ≤1% ≤1% - ≤ 0,8%

Contenido de cloruros - <0,06% - <0,15% - ≤1% <0,04 ≤ 0,05%

APLICACIÓN EN HORMIGÓN

(fcm) 16 N/mm2 16N/mm2 20N/mm2 - 20N/mm2 - 20N/mm2 15 N/mm2


6


Composición de los residuos de construcción

Normativa internacional permite el uso de áridos

reciclados cerámicos o mixtos

4,0% 5,0%

4,0%

7,0%

0,3%

0,2%

5,0%

2,5%

1,5%

0,5%

4,0%

12,0%

54,0%

Cerámicos (54%)

Hormigón (12%)

Piedra (5%)

Arena,grava y áridos (4%)

Madera (4%)

Vidrio (0,5%)

Plástico (1,5%)

Metales (2,5%)

Asfalto (5%)

Yeso (0,2%)

Papel (0,3%)

Basura (7%)

Otros (4%)

PROPUESTA:

Modificación del Anejo

18 de la Instrucción

EHE para permitir el

empleo de áridos

reciclados mixtos


Incrementar el reciclaje de residuos de construcción

y demolición generados mediante el estudio de nuevas

aplicaciones, en este caso el hormigón no estructural.

Fijar unos requisitos mínimos que deben cumplir los

áridos reciclados para poder utilizarlos en hormigón no

estructural

Establecer las condiciones de utilización del hormigón

reciclado



7

ANTECEDENTES

Proyecto PREAR “Investigación

prenormativa sobre la utilización de áridos

reciclados de RCD en aplicaciones no

ligadas de firmes de carreteras”

Proyecto CLEAM-Tarea 2.2:

“Reciclado de RCDs como Áridos de

Hormigones no Estructurales”

PARTICIPANTES:

CEDEX

TECNALIA-Construcción

AIDICO

Universidad de Córdoba

Sacyr


http://www.ihobe.net/Publicaciones

Cintas conductoras

Electroimán Tromel Material

60 – 200 mm

Cabina

de triaje

Parrilla de rechazo

Material > 200 mm Material

20 – 60 mm

PLANTAS DE RECICLADO DE RCDs


8

CEDEX: plantas de Navalcarnero y Valdemingómez

Cintas conductoras

Electroimán Tromel Material

60 – 200 mm

Cabina

de triaje

Parrilla de rechazo

Material > 200 mm Material

20 – 60 mm



LABEIN: Volbas, Gardelegui y BTB



9

AIDICO: plantas de UT Consorcio, Verbena y Gemersa



UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA: Sadeco y Nudo Norte



10

TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO

Sistemas de machaqueo

Cabinas de triaje

Separadores magnéticos

Separadores neumáticos (hidrociclones o soplantes)

Separadores hidráulicos



Toma de muestras de los áridos reciclados

38 MUESTRAS ANALIZADAS

ÁRIDO GRUESO RECICLADO

PROPIEDADES DEL ARIDO RECICLADO


11

CARACTERIZACIÓN DEL ÁRIDO RECICLADO MIXTO

PROPIEDADES DEL ÁRIDO RECICLADO

PROPIEDADES FACTORES DE QUE

DEPENDEN

Composición

Material de origen

Procesamiento

Granulometría

Contenido de finos

Absorción y densidad

Coeficiente de Los Ángeles

Índice de lajas

Partículas ligeras

Resistencia a la helada

Contenido de sulfatos Utilización de áridos reciclados en hormigón no estructural Cursos de verano. UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

COMPOSICIÓN (UNE EN 933-11:2009)


Cerámicos 2-53 %

Base cemento 17-86 %

Árido no ligado 2-73 %

Asfalto 0-17%

Arcilla 0-7%

Vidrio 0-10 %

Yeso 0-19 %

Otros <1%

LADRILLO

ASFALTO YESO VIDRIO ARCILLA MADERA PAPEL

ARIDO NATURAL

U HORMIGÓN


12

ABSORCIÓN Y DENSIDAD


Propiedades Estudio

experimental

Límite normativa

internacional

Límite

EHE

Absorción 24 horas (%) 2-14 12-15% 7%

Densidad de partículas saturada

con superficie seca (kg/dm³) 2,0-2,6 - -

Densidad tras secado en estufa

(kg/dm³) 1,8-2,5 1,5-1,8 -

y = -24,224x + 63,301

R2 = 0,8232

0

5

10

15

1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8

Densidad saturada con superficie seca (kg/dm3)

Ab

so

rció

n (

%)

y = -17,286x + 44,819

R2 = 0,9126

0

5

10

15

1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6

Densidad de partícula tras secado en estufa (kg/dm3)

Ab

so

rció

n (

%)


ÍNDICE DE LAJAS


Propiedades Estudio

experimental

Límite normativa

internacional Límite EHE

Índice de lajas (%) 6-30 - 35

y = 0,3043x + 7,7342

R 2 = 0,6333

0

10

20

30

40

0 10 20 30 40 50 60

Contenido de material cerámico (%)

Índic

e d

e laja

s (

%)


13

COEFICIENTE DE LOS ÁNGELES


Propiedades Estudio

experimental

Límite normativa


Coeficiente de LA (%) 33-47 - 50

y = -0,2162x + 50,268

R2 = 0,7648

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

Cerámico(%)

Lo

s A

ng

ele

s (

%)

Bibliografia Experimental Serie3 Lineal (Serie3)


PARTÍCULAS LIGERAS


Propiedades Estudio

experimental

Límite normativa


Partículas ligeras (%) 1-14 Material de densidad

≤1000 kg/m3 <1% 1%

PROPUESTA:

-Realización del ensayo de

partículas con peso específico

inferior a 1


14

RESISTENCIA A LA HELADA


Propiedades Estudio

experimental

Límite normativa


Resistencia a la helada

(%) 7-55 - 18%

EN GENERAL NO

SON ADECUADOS


CONTENIDO DE SULFATOS


Propiedades Estudio

experimental

Límite normativa

internacional

Límite

EHE

Compuestos totales de

azufre (S) (%) 0,1-1,7 - 1%

Sulfatos solubles en ácido

(SO3) (%) 0,1-4,4 1% 0,8%

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Absorción 24 horas (%)

Sulfa

tos s

olu

ble

s e

n á

cid

o (

SO

3)(

%)

LIMITACIÓN

DE LA

ABSORCIÓN

DEL ÁRIDO

RECICLADO

≤ 12%

PROPUESTA:

% Sulfatos

solubles en

ácido (SO3)

<1%


15

y = -17,286x + 44,819

R2 = 0,9126

0

5

10

15

1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6

Densidad de partícula tras secado en estufa (kg/dm3)

Ab

so

rció

n (

%)y = -24,224x + 63,301

R2 = 0,8232

0

5

10

15

1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8

Densidad saturada con superficie seca (kg/dm3)

Ab

so

rció

n (

%)

y = 0,1874x + 3,2975

R 2 = 0,7381

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40 50 60

Contenido de material cerámico (%)

Absorc

ión

(%)

OTROS PARÁMETROS RECOMENDADOS


DENSIDAD SATURADA

CON SUPERFICIE SECA

≥ 2,1 kg/dm3

DENSIDAD SATURADA

CON SUPERFICIE SECA

≥ 1,9 kg/dm3

CONTENIDO DE

MATERIAL CERÁMICO

≤ 45%


IMPUREZAS


Propiedades Estudio

experimental

Límite

EHE

Límite

propuesto

Asfalto (%) 0-17 1% 5%

Vidrio (%) 0-10 - 1%

Yeso (%) 0-19 - 2,1%

ASFALTO YESO VIDRIO

Relación

estequiométrica

(% de SO3 procedente

del yeso x 2,15=%

yeso)


16

- Se pueden utilizar los mismos materiales y los mismos

métodos de dosificación que habitualmente se utilizan en un

hormigón convencional.

-Es necesaria la estimación de la relación agua/cemento efectiva

-Presaturación de los áridos reciclados

-Añadir el contenido de agua que absorberán los áridos durante

el amasado

DOSIFICACIONES

y = 0,8883x - 0,3512

R2 = 0,9103

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Absorción 24 horas (%)

Absorc

ión 1

0 m

in (

%)


PROPIEDADES DEL HORMIGÓN RECICLADO

Contenido de árido reciclado

Granulometría (contenido de partículas

finas, arena)

Calidad del árido reciclado-contenido de

impurezas

Factores que influyen en la calidad del

hormigón

GR

AN

HE

TE

RO

GE

NE

IDA

D


http://intranet.cedex.es/galeria/pages/12.htm

17


Influencia del contenido de árido reciclado

y(HC) = 17,036x-2,0051

R2 = 0,9644

y(HRS100%) = 13,143x-1,5416

R2 = 0,6891

y (HRS50%)= 16,027x-1,6671

R2 = 0,9736

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2

a/c efectiva

Re

sis

ten

cia

a c

om

pre

sió

n (

N/m

m2)

HC HRS100% HRS50%



y = 17,036x-2,0051

R2 = 0,9644

y = 13,143x-1,5416

R2 = 0,6891

y = 8,3925x-1,3316

R2 = 0,6961

6

11

16

21

26

31

36

41

46

0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2

a/c efectiva

Re

sis

ten

cia

a c

om

pre

sió

n (

N/m

m2)

HC HRS HRV

Granulometría (contenido de partículas finas, arena)

HRS: Desclasificados inferiores 5%

HRV: Desclasificados inferiores 11%


18


Calidad del árido reciclado-contenido de impurezas

YESO

10

12

14

16

18

20

22

24

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3

Contenido de sulfatos (%)

Re

sis

ten

cia

a c

om

pre

sió

n (

N/m

m2)

CEM I CEM II

0

50

100

150

200

250

300

350

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3

Contenido de sulfatos (SO3)(%)

Ex

pa

ns

ión

28

día

s (

mic

ra

s/m

)

CEM I CEM II

20000

22000

24000

26000

28000

30000

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3

Contenido de sulfatos (SO3)(%)

Mó

du

lo d

e e

las

tic

ida

d d

iná

mic

o 2

8 d

ías

(N/m

m2)

CEM I CEM II



Dosificación por m3 Hormigón de

control (HC)

Hormigón

reciclado (HR)

Agua (l) 187,5 187,5

Cemento (kg)

CEM I 42,5 R 250 250

a/c 0,75 0,75

Aditivo plastificante (kg) 1 0

Arena (0/4 mm) (kg) 866 998

Gravilla (4/8 mm) (kg) 400 0

Grava (8/32 mm) (kg) 707 0

Árido reciclado

(4/32 mm) (kg) 0 730

Resistencia del hormigón convencional 15 N/m2

100% Árido reciclado que cumple los requisitos establecidos


19


Propiedad HC

HR 50% HR 100%

Rango Variación

(%) Rango

Variación

(%)

Densidad (g/cm3) [2,36-2,37] [2,21-2,22] -9% [2,13-2,15] -10%



Propiedad HC

HR 50% HR 100%

Rango Variación

(%) Rango

Variación

(%)

Densidad (g/cm3) [2,36-2,37] [2,21-2,22] -9% [2,13-2,15] -10%

Resistencia compresión

(N/mm2) [27-28] [23-26] -9% [20-22] -25%

y = 16,027x-1,6671

R2 = 0,9736

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2

Relación a/c efectiva

Re

sis

ten

cia

a c

om

pre

sió

n (

N/m

m2)

HC HRS HRS50%

0,5fr

kc/a cm.hr

% ÁRIDO RECICLADO r

0% 1

50% 0,90

100% 0,85


20


Propiedad HC

HR 50% HR 100%

Rango Variación

(%) Rango

Variación

(%)

Densidad (g/cm3) [2,36-2,37] [2,21-2,22] -9% [2,13-2,15] -10%


(N/mm2) [27-28] [23-26] -9% [20-22] -25%

Resistencia a tracción [2,9-3,0] [2,4-2,6] -15% [2,2-2,3] -20%



E=8500.α.αar.fcm1/3

% ÁRIDO

RECICLADO αar

0% 1

50% 0,90

100% 0,80

Propiedad HC

HR 50% HR 100%

Rango Variación

(%) Rango

Variación

(%)

Densidad (g/cm3) [2,36-2,37] [2,21-2,22] -9% [2,13-2,15] -10%


(N/mm2) [27-28] [23-26] -9% [20-22] -25%


Módulo de elasticidad

(N/mm2) 29.310 26.500 -10% 21.218 -28%

Propiedad HC

HR 50% HR 100%

Rango Variación

(%) Rango

Variación

(%)

Densidad (g/cm3) [2,36-2,37] [2,21-2,22] -9% [2,13-2,15] -10%


(N/mm2) [27-28] [23-26] -9% [20-22] -25%



21


Propiedad HC

HR 50% HR 100%

Rango Variación

(%) Rango

Variación

(%)

Densidad (g/cm3) [2,36-2,37] [2,21-2,22] -9% [2,13-2,15] -10%


(N/mm2) [27-28] [23-26] -9% [20-22] -25%


Módulo de elasticidad

(N/mm2) 29.310 26.500 -10% 21.218 -28%

Retracción 7 meses

(µm/m) 300 350 +15% 571 +90%

0

100

200

300

400

500

600

700

0 50 100 150 200 250 300 350 400Tiempo (días)

Defo

rmació

n u

nita

ria (

mic

ras/m

)

HR-0% HR-50% HR-100%

DURABILIDAD DEL HORMIGÓN RECICLADO

Propiedad HC

HR

Valor Variación

(%)

Penetración de agua (mm)

(max y med)

59

37

69

57

+17%

+54%

Porosidad (%) 10,5 22 +110%

Velocidad de carbonatación - Superior a la del HC

Resistencia a la helada - Inadecuada

Resistencia al fuego - Buena

Resistencia a los sulfatos - Comportamiento adecuado

LIxiviación No presenta problemas de lixiviación para

aplicaciones en contacto con el terreno


22

Recomendaciones para las plantas de reciclado de

escombros

-La separación en origen y un adecuado control en la recepción

de los materiales en planta

-Sistemas de trituración, de separación magnética y de separación

de materiales ligeros (por ejemplo ciclón o soplador).

-Contenido de sulfatos:

-se recomienda a la planta acopiar por separado partidas que

incluyan un elevado contenido de placas de yeso.

-eliminación de la fracción más fina (menor de 4 mm)

-incorporación de sistemas de separación de materiales

ligeros

CONCLUSIONES (I)


Especificaciones al árido reciclado : 100% árido grueso

CONCLUSIONES (II)

REQUISITOS

Absorción a 24 horas ≤12%

Contenido de sulfatos solubles en ácido (SO3) ≤1%

Contenido de materiales no deseados (plástico, materia orgánica, madera, papel,

etc)* ≤1%

Desclasificados inferiores (%) ≤5%

Contenido de vidrio (%) ≤1%

Contenido de asfalto (%) ≤5%

Coeficiente de Los Ángeles (%) ≤50%

Índice de lajas (%) ≤35%

PARÁMETROS ORIENTATIVOS

Contenido de material cerámico ≤45%

Densidad saturada con superficie seca ≥2,10 g/dm3

Densidad de partícula tras secado en estufa ≥1,90 g/dm3

Absorción a los 10 min. ≤10%

Contenido de yeso ≤2,1%


23

Propiedades del hormigón reciclado

•Hormigones reciclados de categoría resistente H15, con un 100%

de árido reciclado.

•Se recomienda la utilización de cementos con adiciones

•Retracción elevada - evitar una fisuración excesiva del hormigón

•Pueden presentar problemas de durabilidad

•No presentan problemas de lixiviación

•Se recomienda limitar el uso de hormigones reciclados con áridos

mixtos a hormigones en masa. En el caso de utilizar algún tipo de

armadura, se debería limitar su uso a una clase de exposición I (no

agresiva) o bien limitar el contenido de árido reciclado al 50%

CONCLUSIONES (III)


GRACIAS

POR SU ATENCIÓN

Marta Sánchez de Juan

Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Laboratorio Central de Estructuras y Materiales

CEDEX - Ministerio de Fomento


utilizaciÓn de Áridos reciclados en hormigÓn no …carlosthomas.com/pdf/cursoverano/sanchez -...

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