Desarrollo de prefabricados de hormigón sostenibles a partir de residuos siderometalúrgicos

Transcripción

1 Desarrollo de prefabricados de hormigón sostenibles a partir de residuos siderometalúrgicos Durangon, 2017ko azaroak 9 Ekitaldi Teknikoa

2 LA EMPRESA: Fabricantes de referencia en productos de hormigón Amplio catálogo de soluciones en hormigón para obra pública, saneamientos, urbanización y edificación. Productos de alta resistencia y durabilidad Apuesta por la innovación basada en la sostenibilidad a través de materiales reciclados

3 TRAYECTORIA I+D orientada al desarrollo de productos avanzados y nueva tecnología de fabricación. Anterior a 2011 Aprovechamiento de residuos propios para la fabricación de nuevos productos de hormigón Desarrollo de un sistema de contención para vehículos con marcado CE a partir de caucho reciclado Proyecto ECOPAVIN. Valorización de residuos siderometalúrgicos en la fabricación de adoquines Proyecto VIALSAFE. Nuevos sistemas de contención basados en residuos siderometalúrgicos. 2016

4 PROYECTO ECOPAVIN DESARROLLO DE UN PAVIMENTO DE HORMIGÓN BASADO EN ARIDOS PROCEDENTES DE RESIDUOS SIDEROMETALÚRGICOS Objetivos: Valorizar la escoria de acería y arenas de fundición en un árido de características similares al de un árido calizo. Hallar un hormigón altamente reciclado. Estudiar la eficacia descontaminadora de nuevos compuestos fotocatalíticos. GAITEK 2012 Prefabricados Alberdi Probisa Vías y Obras IK4-Azterlan

5 PROYECTO ECOPAVIN Naturales Residuales Otros Materias primas Árido calizo: grueso (4-10 mm) y fino (0-4 mm) Arena silícea (0-2 mm) Cemento Portland: CEM II/A-M (V-L) 42,5 R Aditivos: colorante, plastificante, hidrófugos Árido siderúrgico: grueso (4-11 mm) y fino (0-5 mm) Arena RESIDUAL furánica (96% mm) Compuestos fotocatalizadores (basados en ZnO y TiO2) Capa Vista: 1-2 cm. Componente ppal: Arena 20(H) x 10(A) x 8(L) cm Capa Base: 6-7 cm. Componente ppal: Árido grueso y fino

6 PROYECTO ECOPAVIN Caracterización de los residuos ESCORIAS - Química, mineralógica, geométrica, física. UNE EN Áridos para hormigón - Cumplimiento de los requisitos de la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE 08) - Lixiviación UNE EN Valores límite Decreto 34/2003 valorización escorias ARENAS DE FUNDICIÓN - Parámetros críticos con afección en la durabilidad del hormigón. UNE EN Áridos para hormigón - VIE B Ley 4/2015 de 25 de junio para la prevención y corrección de la contaminación del suelo PV - Lixiviación UNE EN Valores límite Decreto 49/2009 eliminación en vertedero

7 PROYECTO ECOPAVIN CARACTERÍSTICAS ARIDOS PARA HORMIGÓN Requisitos geométricos: distribución granulométrica, finos Requisitos físicos: densidad, absorción agua Requisitos químicos: Cl -, SO 3-, MO Evaluación Arena AMBIENTALES- VIE-B Metales pesados BTX (Benceno-Tolueno-Xileno) HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos) Disolventes clorados Pesticidas TPH (hidrocarburos totales del petróleo) AMBIENTALES Parámetros de lixiviación Metales y aniones Ni, F -, SO 3-, COD Residuo No peligroso

8 PROYECTO ECOPAVIN Prototipos Nº 3 CB: 100% AS CV: 100% ArF Nº 7 CB: 100% AS CV: AC + fotoc. ZnO Nº 9 CB: 75% AS + 25% AC CV: AC+ fotoc. TiO2 Nº 4 CB: 50% AS + 50% AC CV: 100% ArF Nº 8 CB: 100% AS-ArF CV: 100% AC Nº 11 CB: 50%AS-ArF+ 50%AC CV: AC+mortero TiO2

9 PROYECTO ECOPAVIN REF. TIPO CAPA BASE COMPOSICIÓN CAPA VISTA 1 PATRÓN 100% AC 100% ASIL Resultados propiedades mecánicas CARACTERÍSTICAS FÍSICAS. RESULTADOS MEDIOS CAPA BASE CAPA SUPERFICIAL R. Deslizamiento Absor. agua R. Flexión C. Rotura R. Abrasión (USRV) VL Resul. VL Resul. VL Resul. VL Resul. VL Resul. 6% 5,9 3,6 Mpa 3,6 > 250 N/mm mm (C:3/M:H) 20mm (C:4/M:I) 3 100%RECICLADO 100% AS 100% ArF 6,2 3, ,1 80,5 17, ,8 4 60%RECICLADO 50% AS 100% ArF 6,3 4, ,3 81,8 8 85% RECICLADO 92% AS 8% ArF 9 65% RECICLADO 75% AS 10 43% RECICLADO 50% AS % RECICLADO 35% AS 15% ArF 100% ASÍL 4,4 5, ,2 73,8 60% ASÍL 40%M.TiO2 25% ASÍL 75% M.TiO2 6,3 4, ,3 78,6 6,3 4, , % ArF 5,0 4, ,2 80,8

10 PROYECTO ECOPAVIN Prototipo piloto Cara Vista: Arena sílice natural 5% fotocatalizador TiO2 COMPOSICIÓN PRODUCTO ECOPAVIN 70% MATERIALES RECICLADOS PROCEDENTES DE LA INDUSTRIA SIDEROMETÚRGICA: 50% ESCORIAS DE ACERÍA, 20% ARENAS DE FUNDICIÓN LA CAPA SUPERFICIAL PRESENTA AGENTES ACTIVOS DESCONTAMINATES DE LOS NOx PROPIEDADES (UNE EN 1338) CAPA BASE Valor Requisito CAPA VISTA Valor Requisito ABSORCIÓN DE 4,8% 6% RESISTENCIA A LA 19,4 mm 23mm AGUA (%): ABRASIÓN: (C:3/M:H) 20mm (C:4/M:I) RESISTENCIA A LA FLEXIÓN: 4,9 Mpa 3,6Mpa RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO: Cara Base: 50% Árido siderúrgico 20% Arena Fundición 30% Árido calizo natural CARGA DE ROTURA: 600 N/mm > 250 N/mm EFICIENCIAS DESCONTAMINANTES (ISO :2012) CAPACIDAD DE ELIMINACIÓN DE GASES NOX: ENTRE 50%-80% EN FUNCIÓN DE LA ILUMINACIÓN.

11 PROYECTO ECOPAVIN IURRETA 50 m 2 DURANGO 184 m 2

12 PROYECTO VIALSAFE OBJETIVO GENERAL: desarrollo de UN NUEVO SISTEMA DE CONTENCIÓN DE HORMIGON CON MARCADO CE fabricados a partir de residuos de origen siderometalúrgico adecuadamente pre-tratados. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: - Nivel de contención H2 - Índice de severidad al impacto (AISI) B - Anchura de trabajo (W) 3 - Sustitución de materias primas por escorias de acería y arenas de fundición, >50% - Mejora del comportamiento técnico, >10% - Incorporación de la función descontaminante de NOx, eficiencias >65% - Reducción del 15% costos de fabricación DURACIÓN DEL PROYECTO: 27 meses, del 1 de abril de 2016 al 30 de junio de 2018

13 PROYECTO VIALSAFE CARACTERIZACIÓN Y ADECUACIÓN MATERIAS RESIDUALES Estudio de caracterización de los materiales residuales y adecuación Establecimiento de las bases técnicas y medioambientales de uso de las escorias y arenas de fundición en barreras de contención DESARROLLO EXPERIEMNTAL Y DISEÑO DEL HORMIGÓN Diseño y desarrollo de hormigones bajo distintas formulaciones Evaluación de las propiedades físicas, mecánicas y durabilidad Selección del hormigón por simulación por elementos finitos ante distintos impactos FABRICACIÓN DEL PROTOTIPO Y EVALUACIÓN DE LAS PRESTACIONES Fabricación de la Barrera de Contención reciclada H2,AISI B, W3 y descontaminadora Evaluación del comportamiento frente a impactos reales según UNE EN CRASH TEST Certificación marcado CE

14 PROYECTO VIALSAFE Patrón DESARROLLO EXPERIEMNTAL Y DISEÑO DEL HORMIGÓN Aumento de la resistencia del hormigón en un 10%reduciendo al mínimo el aporte de cemento Cemento 320 kg (350 kg)* ÁRIDO GRUESO (4/10) ÁRIDO FINO (0/4) 100% natural 100% Natural Mezcla 1 100% escoria 100% Natural Mezcla 2 Mezcla 3 Mezcla 4 Mezcla 5 Mezcla 6 100% natural 100% escoria 20% natural 80% escoria 40% natural 60% escoria 50% natural 50% escoria 50% Natural 50% Ar. Fundición 50% Natural 50% Ar. Fundición 60% Natural 40% Ar. Fundición 70% Natural 30% Ar. Fundición 80% Natural 20% Ar. Fundición Aditivos + Agua 120 kg (175 kg)* Resistencias a 28 días > 35 Mpa Resistencia >21 Mpa al de 16h Durabilidad e impermeabilidad Resistente a ciclos de hielo-deshielo

15 VALORACIÓN DE LOS PROYECTOS ARENA DE FUNDICIÓN BARRERAS ESTÍMULOS TÉCNICO Riesgo de heterogeneidad en la introducción de la materia prima, bien física como química. Incertidumbre de posibles afecciones en el proceso productivo (aumento de desgaste) Riesgo para la salud de polvo silíceo con otros compuestos químicos peligrosos en suspensión Olores ECONÓMICO Recepción en silos inversiones en nuevos silos en proceso y almacenamiento temporal. Aplicación de controles de calidad por parte dela la Fundición (marcado CE) ADOQUIN: Mejores resistencia al deslizamiento >10%, rotura >46%, flexión >36% y de absorción de agua <15% (reducción porosidad) PETRILES: Reducción de consumo de cemento, propiedades mecánicas mejoradas >10% Precio inferior a la materia prima natural Reducción estimado del 15% de los costes de fabricación (PETRILES) Ahorro de costes de vertido o gestión (Fundición)

16 VALORACIÓN DE LOS PROYECTOS ARENA DE FUNDICIÓN BARRERAS ESTÍMULOS ADMINISTRATIVO MERCADO Necesidad de obtener la Autorización de Gestor de Residuos Catalogación de co-producto, puede llegar a condicionar el proceso productivo tradicional de la Fundición Aspecto estético Reticencias técnicas sobre materiales valorizados Escaso impulso administrativo de uso de residuos en obras. Catalogación de la arena de fundición como co-producto. Consumo potencial anual de tn

17 ESKERRIK ASKO! Unai Elortegui Lecanda