FABRICACIÓN DE HORMIGÓN RECICLADO

Transcripción

1 FABRICACIÓN DE HORMIGÓN RECICLADO JORGE CASTILLA GÓMEZ Ingeniero de Minas Demoliciones y Reciclados, S.L. Ctra. Valdemingómez km. 0, Madrid jcastilla@reciclados.net 1 INTRODUCCIÓN La enorme densidad de población, junto con el importante desarrollo económico producido en los últimos años en el sector de la construcción conlleva, como efecto negativo para el medio ambiente, el notable aumento de la generación de residuos y, por ello, la necesidad de habilitar mecanismos de gestión adecuados y capaces de dar una respuesta ante tal situación. Estos residuos generados representan un gran volumen y constituyen un gran problema debido a que su generación va en aumento. Los residuos generados no se gestionan de manera individual y cualquier residuo, de cualquier origen, tiene como destino final el vertedero. Estos vertederos se diseñaron en un principio lejos de los núcleos urbanos, pero el actual crecimiento demográfico hace que estos, actualmente, se encuentren cerca de los núcleos de población y cada vez se necesiten vertederos de mayor tamaño. Por este motivo surge la motivación de la correcta gestión de estos residuos, denominada Residuos de Construcción y Demolición (conocidos como RCD), por parte de las Administraciones nacionales y locales, generando Planes que marquen las directrices para una correcta gestión de los mismos. En estos Planes, se marcan unos límites de generación, y vertido de estos residuos, por lo que se marcan las bases para fomentar su reciclaje y nuevos usos de estos productos. 1

2 De este modo, se impulsan unas corrientes de experiencias, iniciada años atrás, que tienen como base el reciclado de los residuos de construcción y demolición. Actualmente existen en multitud de países normativas o propuestas para la utilización de estos materiales en la fabricación de nuevos hormigones. Algunos países que tienen normativa desarrollada son Reino Unido, Alemania, Bélgica, Holanda y Japón, entre otros. Por este motivo, en España se están desarrollando unas recomendaciones cuya finalidad es obtener una normativa que ampare el uso de los RCD como áridos. Se ha formado el Grupo de Trabajo Áridos Reciclados, coordinado por la Asociación Científico-Técnica del Hormigón Estructural (ACHE), dentro de la Comisión Permanente del Hormigón (CPH), reuniendo a expertos en la aplicación de materiales reciclados. Durante los últimos años, se han venido desarrollando trabajos de investigación aplicada en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid, a través del Laboratorio Oficial para Ensayo de Materiales de Construcción (LOEMCO), en los cuales se han desarrollado experiencias en las que se han empleado RCD en la fabricación de hormigón y mortero. En relación a la fabricación de hormigón estos estudios se culminaron con la puesta en marcha de la primera experiencia española a escala industrial de fabricación de hormigón en una planta convencional de fabricación de hormigón preparado. Esta prueba, junto con otras a escala semi-industrial y de laboratorio desarrolladas en España, ha dado lugar a las consideraciones desarrolladas en este documento. 2

3 2 DOSIFICACIÓN El hormigón con áridos reciclados puede obtenerse con los mismos métodos de dosificación que son empleados habitualmente en la obtención de hormigón convencional. 2.1 Contenido de agua Debido a la mayor absorción que presentan los RCD, al provenir de la trituración de otros hormigones y al mortero adherido al árido, se necesitará mayor cantidad de agua para obtener la misma consistencia que al hormigón convencional. El efecto producido por la excesiva absorción puede minimizarse mediante el empleo de la situación previa del árido. 2.2 Contenido de cemento En principio, los tipos de cemento utilizados serán los mismos que se emplearían en un hormigón convencional para las mismas prestaciones. Debido a la menor calidad del árido que proviene de RCD, se necesitará una mayor cantidad de cemento para la obtención de una misma resistencia, en comparación con un hormigón convencional. 2.3 Dosificación de árido reciclado En todas las experiencias conocidas, elevados porcentajes de utilización de áridos reciclados, provocan una disminución de la calidad del hormigón resultante, por lo que se recomienda emplear una combinación de árido reciclado y árido natural. Este porcentaje no se recomienda que supere el 50 % en peso del árido grueso total. Para porcentajes por debajo del 20 % de sustitución de árido grueso, no se 3

4 aprecia un empeoramiento notable de las propiedades. Sin embargo, en el empleo de árido fino reciclado, provoca importantes disminuciones de resistencia. 2.4 Aditivos Los aditivos a emplear en hormigones con áridos reciclados son los mismos que los que se emplean en hormigones convencionales. Los aditivos de tipo superplastificante y superfluidificante se emplean con las mismas finalidades para ambos hormigones. 2.5 Criterios de dosificación Se deben realizar dosificaciones previas para ajustar la cantidad de agua necesaria para obtener la consistencia requerida, la relación agua/cemento necesaria para obtener la resistencia exigida y la proporción entre árido fino y grueso necesaria para que sea económicamente viable y para alcanzar la cohesión del hormigón fresco. Se obtendrá una desviación estándar mayor cuando se esté diseñando un hormigón elaborado con áridos reciclados de calidad variable que cuando tiene la calidad más uniforme o es árido natural. Para una misma consistencia, la demanda de agua del hormigón con árido grueso reciclado es mayor que para el hormigón convencional. Debido a la mayor demanda de agua del hormigón con áridos reciclados, el contenido de cemento necesario será algo mayor para el hormigón con áridos reciclados que para el hormigón convencional. Se han desarrollado métodos específicos que han tenido en cuenta estos aspectos. 4

5 Si las dosificaciones son en peso se debe tener en cuenta la menor densidad del árido reciclado. Ésta se debe a la menor densidad del mortero adherido a las partículas de áridos reciclados. 3 PROPIEDADES DEL HORMIGÓN FRESCO 3.1 Consistencia La incorporación de árido reciclado en el hormigón produce en general un aumento de la consistencia cuando se mantiene la misma relación agua/cemento. 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, generando un aumento de consistencia en ocasiones importante y una reducción de la relación agua/cemento efectiva. Así, el aumento de la demanda de agua se debe principalmente a la mayor absorción de los áridos reciclados y al cambio de granulometría del árido, fundamentalmente por generación de finos, durante el amasado, aunque también pueden influir otros factores como su forma angular y su textura rugosa. Además la pérdida de trabajabilidad es más rápida, ya que después del amasado, el árido continúa absorbiendo agua. Esto presenta un problema cuando se trata de un hormigón fabricado en planta, para el que se produce un intervalo de tiempo entre la producción y la puesta en obra. Para obtener una consistencia determinada existen diversas opciones: Cuantificar la cantidad de agua adicional que se debe añadir al hormigón durante el amasado mediante ensayos previos. Utilizar el árido saturado Añadir superplastificante en el hormigón 5

6 El primero de los casos presenta el inconveniente de que el árido reciclado es muy heterogéneo, y es difícil establecer un valor de absorción único para todas las partidas con el que calcular la cantidad de agua que necesita añadir. En cuanto al segundo, para utilizar el árido saturado es necesario incorporar instalaciones en la planta que permitan humedecer el árido en los acopios hasta una condición de saturación con superficie seca. Cuando se utiliza el árido saturado, la mayor parte de los estudios han obtenido que la trabajabilidad del hormigón reciclado mejora sensiblemente cuando se sustituye el árido natural por árido reciclado, encontrándose mayores diferencias para relaciones agua/cemento reducidas. 3.2 Densidad La densidad del hormigón fresco es inferior a la de un hormigón convencional debido a la menor densidad que presenta el árido reciclado, la cual es generada por el mortero que permanece adherido al árido natural. 4 CONCLUSIONES A la vista de las propiedades que se han descrito se puede obtener la conclusión de que el hormigón elaborado con áridos reciclados es más parecido al hormigón convencional de lo que inicialmente se pudiera pensar. Sin embargo la menor calidad del árido reciclado hace que se limiten las potenciales aplicaciones debido a que dicho árido no alcanza la misma resistencia a compresión que un árido natural y tiene una mayor heterogeneidad en diferentes partidas de material, por lo que el empleo de áridos reciclados se limitará a hormigones estructurales de bajas prestaciones y hormigones de limpieza. 6

7 Si no se estableciera esta limitación existe la posibilidad de encontrarnos problemas de seguridad en estructuras provocadas por anomalías puntuales de los áridos reciclados. Por otro lado, para los proyectistas existen demasiados inconvenientes en el empleo de estos materiales, debido a la ausencia de normativa que ampare el hormigón reciclado. También se ha estudiado que el coste de hormigón reciclado con relación al convencional, es muy similar, con lo que se introduce una traba más a la incorporación del hormigón reciclado como parte del abanico de materiales disponibles en construcción. Es posible que este aspecto se pueda solventar con ayudas por parte de la Administración, bien en ayudas económicas directas, o bien como mayores puntuaciones en concursos de licitación pública, promoviendo el uso de estos materiales. De cualquier forma, está totalmente justificado el estudio de este material como material de construcción, ya que desde un punto de vista tanto técnico como medioambiental, es un material totalmente válido, con las consideraciones descritas, que contribuye a solucionar un grave problema de la sociedad desarrollada como es el excesivo destino de materiales a vertedero. 7

8 5 BIBLIOGRAFÍA Fabricación a Escala Industrial de Hormigón con Áridos Reciclados.. Proyecto Fin de Carrera. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas. Madrid Caracterización de RCD de la Comunidad de Madrid como áridos reciclados para fabricación de hormigón. José Luis Parra y Alfaro. Tesis Doctoral. Madrid, Áridos Reciclados para Hormigón. Prueba Industrial. Palacios P., Puchol L., Parra J.L., Castilla, J. VII Jornadas Nacionales sobre Aplicaciones Arquitectónicas de Materiales. E.T.S. de Arquitectura. Madrid Hormigones con áridos reciclados procedentes de demoliciones: dosificaciones, propiedades mecánicas y comportamiento estructural a cortante. Belén González Fonteboa. Tesis Doctoral. A Coruña Hormigón con áridos reciclados. Una guía para el diseño del material. E. Vázquez Ramonich, J.M.V. Gómez Soberón, L. Agulló Fite. Monografía CIMNE Demolición y Reutilización de Estructuras de Hormigón. Grupo Español del Hormigón. Asociación Técnica Española de Pretensado. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 1997 Use of Recycled Concrete Aggregate. Ravindra K., Dhir, Neil A., Henderson, Mukesh C., Limbachiya. Reino Unido, 1998 Recycling of Demolished Concrete and Masonry. T. C. Hansen. RILEM Report Demolition and Reuse of Concrete and Masonry Erik K. Lauritzen. RILEM Proceedings 23. Denmark, 1993 European Network of Building Research Institutes (ENBRI), Spring Baustoffkreislauf im Massivbau (BiM), National Research Council Canada Recycled Concrete Construction. Rubble as Aggregate for New Concrete Stuart G. Park. Branz,