Fabricación de bloques huecos de hormigón con áridos reciclados

RESUMEN

El hormigón se produce en la gran mayoría de los países del mundo y se encuentra presente en casi la totalidad de las obras de construcción. Desde que se utiliza por primera vez ha sufrido profundos cambios, evolucionando a un ritmo paralelo al desarrollo de la ciencia y la técnica. En la actualidad se manifiesta como el material de mayor aplicación y por sus propiedades, lo convierten en favorito sobre el resto de los materiales. El siguiente trabajo presenta estudios realizados a muestras de bloques de hormigón, fabricados con diferentes dosificaciones teniendo como base áridos reciclados, que alcanzan la resistencia fijada en la normativa cubana actual.

Esto permite obtener un hormigón con menor costo de producción. Se presenta la caracterización de la materia prima reciclada usada en el hormigón y se muestran los resultados del mismo en estado fresco, así como los resultados de resistencia a compresión y absorción en estado endurecido, correspondiente a una primera etapa. Ya en la segunda etapa se presentan los ensayos al bloque confeccionado con este árido reciclado, como son dimensiones, masa, absorción y resistencia a la compresión estudiados en el laboratorio de materiales de la UEB combinado de hormigón Eladio Rodríguez Méndez.

Posteriormente se presenta un análisis de los resultados, determinando de esta forma la dosificación más adecuada para proponer su aplicación en la producción, también desde el punto de vista del cumplimiento de los índices de consumo establecidos en la industria de materiales, teniendo en cuenta su impacto medioambiental, al final de esta monografía se proponen recomendaciones y conclusiones necesarias para dar respuestas al interés de la industria de materiales de Villa Clara, Cuba.

INTRODUCCIÓN

La producción de áridos, acrecienta las posibilidades constructivas de países de poco nivel adquisitivo, por ser en general más baratos y abundantes que otros materiales constructivos, y también por su variada composición y textura que posibilita un mayor aprovechamiento de los mismos.

En Cuba, la producción de áridos a nivel nacional resulta insuficiente, dadas las considerables afectaciones provocadas por el bloqueo sostenido y globalizado que obstruye la importación de nuevas maquinarias, obstaculizando la renovación del aparato tecnológico y el aseguramiento de la transportación de los áridos.

Ante la creciente demanda de áridos, el estado cubano ha debido acentuar las tareas de planificación y racionalizar la distribución de esta limitada producción, a obras de interés económico, tales como obras del MICONS, obras turísticas, programa de vialidad y obras de reconstrucción provocadas por los desastres naturales, dejando al sistema de la vivienda en un segundo plano. Ante esta situación, la producción de áridos reciclados, se convierte en una atractiva solución para la producción de construcciones en el sector de la vivienda.

Por tal motivo es una necesidad de la empresa Materiales de la Construcción de Villa Clara, desarrollar una nueva tecnología para la elaboración de mezclas de hormigones que se fundamente en la introducción de materias primas recicladas para producir bloques huecos de hormigón con la calidad requerida que establece la NC-247:2010.

La evolución del hormigón unido al desarrollo de la ciencia y la técnica es indetenible, pues su utilización para las obras de construcción así lo hace necesario. En la actualidad es el material de mayor utilización por su durabilidad, velocidad de construcción y propiedades mecánicas. La sustitución parcial, de los áridos utilizados para la fabricación de un hormigón tradicional, por áridos reciclados da lugar a hormigones de menor costo.

Son muchas las aplicaciones de estos hormigones, se les utiliza como losas, sub-bases para pavimentos rígidos, flexibles, como sustituto del balasto en vías férreas, bloques o ladrillos huecos.

El combinado de hormigón Eladio Rodríguez Méndez ha trabajado en la introducción de este material como parte del interés de realizar un estudio basado en comprobar la eficiencia de la materia prima reciclada en la elaboración de mezclas para hormigones, que permitan hacer una caracterización del material a partir de su comportamiento con el resto de las materias primas, para luego proceder a la elaboración de bloques huecos de hormigón de 15cm de espesor y comprobar la validez de los mismos y sus posibles aplicaciones.

En el combinado de hormigón Eladio Rodríguez Méndez se valora la idea de asegurar la calidad funcional y financiera de la producción de bloques con el uso de materias primas recicladas. Esta problemática da origen a la presente investigación la cual se plantea como problema científico: ¿Es posible usar material reciclado en mezclas para bloques logrando conservar las propiedades físico-mecánicas establecidas en la NC 247:2010?

Objeto de la investigación Potencialidades de las materias primas recicladas para su utilización como áridos en la fabricación de bloques.

Campo de acción Producción de bloques en Cuba.

Objetivo General Proponer dosificaciones de mezclas para bloques usando como materia prima áridos de hormigón reciclado.

Objetivos específicos 1.- Demostrar la factibilidad técnica de los bloques con áridos de hormigón reciclado.

2.- Favorecer una gestión medioambiental al saneamiento y protección del medio ambiente a través del proceso de reciclado.

Se siguió la siguiente hipótesis general de la investigación: s i se utiliza material reciclado procedente de las roturas en el proceso de elaboración de bloques, como áridos para la producción de estos elementos se pudieran obtener bloques huecos de hormigón conformes con la NC 247:2010.

Novedad Científica: Empleo de áridos de hormigón reciclado para la fabricación de bloques que sean capaces de reportar beneficios económicos, medioambientales y sociales.

Aporte práctico: La utilización de nuevas dosificaciones de mezclas de hormigón para obtener bloques con áridos reciclados, luego de comprobar la eficiencia de su aplicación.

Estado del arte sobre el empleo de áridos de hormigón reciclado.

1. Generalidades. Se presenta el conocimiento científico sobre la utilización de árido reciclado mixto como sustituto del árido natural en la fabricación de hormigón estructural. Se describe la normativa que rige su empleo en distintos países, así como una descripción de los áridos, indicando sus propiedades y la influencia que tiene su uso en la fabricación de hormigón y las posibles aplicaciones de los mismos en la ingeniería civil.

El árido reciclado es aquel que se obtiene en el proceso de tratamiento de residuos inorgánicos utilizados en la construcción. Las fuentes de origen principales de estos residuos de la construcción y demolición (RCD), tal y como indica su nombre, son dos: los producidos en el propio proceso de construcción y los producidos en los procesos de demolición y desmantelamiento de estructura.

Los RCD están constituidos fundamentalmente por hormigón, materiales cerámicos, áridos naturales, asfalto, madera, metales, plásticos, vidrio, tierra, yeso y otros residuos [URCELAY, C. 1979]. En las plantas de tratamiento utilizan sistemas de producción similares a los empleados en las plantas de áridos naturales, aunque incorporan de manera específica elementos para la separación de impurezas y contaminantes para obtener un producto adecuado [GEHO-CEB. 1997].

Los áridos resultantes de las plantas de tratamiento pueden distinguirse en áridos reciclados procedentes de hormigón, áridos reciclados procedentes de residuos cerámicos y áridos reciclados mixtos procedentes de residuos de naturaleza diversa.

Árido reciclado de hormigón es el que se obtiene de machacar, cribar y procesar los residuos de hormigón. Este árido deriva del hormigón, cuya composición es heterogénea (cemento, agua, áridos, aditivos y adiciones), de modo que el producto resultante no se puede considerar un material uniforme.

Las diferencias de composición pueden ser notables en función de la proporción de mortero presente en el residuo. También hay que tener en cuenta que se permite la presencia de otros componentes secundarios hasta una cierta proporción. Por ejemplo, la normativa holandesa contempla un contenido mínimo del 80% de hormigón procesado, con una densidad superior a 2100kg/m [RILEM 1992. MONOGRAFÍA ACHE 2006].

Árido reciclado cerámico es el que se obtiene de procesar residuos con presencia predominante de material cerámico. Según la normativa holandesa el 85% de este árido debe tener una densidad superior a 1600kg/m3 para evitar materiales excesivamente porosos y ligeros [RILEM 1992. MONOGRAFÍA ACHE 2006].

Árido reciclado mixto es definido por la normativa holandesa como el árido que debe contener un porcentaje de hormigón superior al 50% con una densidad seca superior a 2100kg/m y no más del 50% de materiales pétreos reciclados de diferente naturaleza que el hormigón, incluyendo el material cerámico, con una densidad seca superior a 1600kg/m [RILEM 1992. MONOGRAFÍA ACHE 2006].

La utilización de árido reciclado es cada vez más habitual en el campo de la construcción, en ámbitos muy variados como son la construcción de explanaciones (terraplenes y rellenos), capas de firmes de carreteras, o en la fabricación de hormigón.

Los destinos de estos materiales reciclados dependerán de la naturaleza o composición mayoritaria de los residuos. Así, mientras que para explanaciones se suelen utilizar materiales procedentes tanto de residuos mixtos, como de asfalto, de hormigón o mezclas de estos, para otras aplicaciones más restrictivas, como la fabricación de hormigón, lo materiales reciclados suelen proceder de residuos de hormigón o en algunos casos de mezcla de residuos de hormigón y cerámicos.

Cada una de estas aplicaciones obliga a fijar distintos niveles de exigencias en las propiedades del árido reciclado, siendo las más restrictivas las aplicadas para los áridos que se van a utilizar en hormigón estructural.

1.1 Las principales propiedades del hormigón reciclado son las siguientes.

ؠ La demanda de agua del hormigón fresco a partir de áridos de hormigón reciclado es mayor que la del hormigón fresco hecho con gravas naturales y el consumo de cemento para la misma resistencia algo mayor.

ؠ La densidad del hormigón reciclado es inferior a la del hormigón original; con el reemplazo del 100% del árido grueso, se puede obtener una densidad entre un 10- 20% menor. (VRIES, P. April, 1993).

ؠ Sustituciones de hasta 30% del árido convencional por árido reciclado, no alteran de forma significativa la resistencia a compresión del nuevo hormigón. Cuando se sustituye el 100% del árido grueso, la resistencia a compresión puede disminuir entre un 10 y un 20% (VRIES, P. April, 1993).

ؠ El módulo de elasticidad del hormigón reciclado es siempre inferior (entre un 15 y un 40%) al del hormigón de referencia, y alcanza los valores menores cuando se utiliza también árido fino reciclado. (RAVINDRARAJAH, R.S.; TAM, C.T. 1985).

ؠ La retracción y la fluencia del hormigón reciclado se mantienen cuando el reemplazo del árido grueso es inferior a 20%, mientras que con un reemplazo del 100% del árido grueso la retracción puede aumentar hasta un 50% y la fluencia entre un 30-60%. Si se utiliza también árido fino reciclado ambos valores aumentan aún más [RILEM 1992].

ؠ Para la misma dosificación, tanto la absorción como la porosidad del hormigón con árido reciclado aumentan. Según estudios españoles en un hormigón de referencia con absorciones comprendidas entre 5 y 6%, y porosidad entre 11 y 13%, se puede alcanzar valores de absorción del orden del 8-9%, y porosidad entre 16-20%.[ BARRA,M.1996].

ؠ La resistencia al hielo-deshielo del hormigón reciclado depende de la resistencia al hielo-deshielo del hormigón original y de la dosificación del nuevo hormigón. Hormigones resistentes a las heladas darán lugar a hormigones reciclados que se comportarán bien frente a este tipo de ambiente.

ؠ El árido reciclado puede funcionar como un foco de propagación de la carbonatación, porque no impide el paso del CO2 como un árido convencional, por lo que se debe tener un especial cuidado con la carbonatación.

ؠ Los áridos reciclados deberán limitar tanto el contenido de cloruros como de SO3 para su uso en hormigones, al mismo valor que se contempla en las normas para los áridos convencionales.

ؠEl árido reciclado puede funcionar como un foco de propagación de la carbonatación, por su mayor porosidad. A cambio, debido a su contenido de cemento proporciona una alcalinidad extra al hormigón reciclado que compensa parcialmente este efecto al colaborar en frenar el avance del CO2 hacia el interior. (Gutiérrez, 2010).

1.2 Limitaciones del árido reciclado para ser utilizado como hormigón estructural. La utilización de árido reciclado procedente de hormigón en hormigón estructural está incluida en el Anejo 19 de la EHE, y establece unas limitaciones al uso del árido reciclado, cuyas líneas generales se señalan a continuación.

ؠ La aplicación del árido reciclado se limitará a los casos de hormigón en masa y armado de resistencia característica no superior a 40 N/mm2, quedando excluido su empleo en hormigón pretensado.

ؠ El árido reciclado debe obtenerse a partir del machaqueo de hormigón convencional, excluyendo el reciclaje de hormigones especiales tales como hormigones ligeros, hormigones con fibras o aquellos fabricados con cemento aluminoso.

ؠ Se contempla la utilización de la fracción gruesa del árido reciclado sustituyendo a un 20% en peso de la grava natural.

ؠLa utilización del árido reciclado en hormigones que vayan a estar expuestos a ambientes agresivos, estará condicionada por la necesidad de tomar precauciones especiales. http://www.fomento.es/ 1.3 Aplicaciones Existen varios estudios que aceptan la viabilidad de emplear los áridos mixtos como materia prima en la fabricación de hormigones no estructurales [KIBRIYA, T.; SPEARE, P.R.S, 2004].

La EHE-08 en su anejo nº 18 define hormigón de uso no estructural, como 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. Así mismo, el propio anejo, clasifica estos hormigones en dos clases, las cuáles se indican a continuación:

ؠ Hormigón de Limpieza (HL): Es un hormigón que tiene como fin evitar la desecación del hormigón estructural durante su vertido así como una posible contaminación de éste durante las primeras horas de su hormigonado.

ؠ Hormigón No Estructural (HNE): Hormigón que tiene como fin conformar volúmenes de material resistente. Ejemplos de éstos son los hormigones para aceras, hormigones para bordillos y los hormigones de relleno.

La norma establece que como resistencia característica mínima de los hormigones para esta aplicación sea de 15 N/mm . Debido a la baja resistencia que requieren estos hormigones entre sus requisitos la EHE-08 no consigna en su designación ningún tipo de referencia al ambiente.

Según MAS B. (2011) et al, la limitación más restrictiva que se debe cumplir para uso no estructural es el contenido total de sulfatos. Esta es la principal razón de limitar, según los autores del estudio, la cantidad máxima de árido mixto que puede substituirse en la dosificación de los hormigones El proyecto CLEAM recomienda limitar el uso de hormigones reciclados con áridos mixtos a hormigones en masa y en el caso de utilizar algún tipo de armadura, se debería limitar su uso a una clase de exposición I (no agresiva).

Otros autores enfocan el producto hacia otras aplicaciones distintas a los hormigones no estructurales.

Otros autores señalan la posibilidad de utilizar áridos procedentes de RCD junto a la adiciones que provoquen reacciones puzolánicas (cenizas volantes, humo de sílice, etc.) en la fabricación de hormigón con aplicaciones estructurales, de acuerdo a estudios piloto que se han llevado a cabo [Akash, R.; Kumar, N. Jhab; Sudhir, M, 2006].

Kou, S.C et al, 2002, ha realizado estudios con el objetivo de desarrollar técnicas de producción de bloques de hormigón y adoquines usando RCD como árido en la dosificación. En este estudio, añaden a la dosificación de algunas series, del mismo modo que en el caso anterior, cenizas volantes.

En la misma línea, se realizó en Mallorca una prueba piloto de obra real de 300 m2 de pavimento con adoquines de hormigón prefabricado vibro comprimido fabricados con áridos mixtos de una franja.

1.4 Propiedades del residuo Las propiedades de los residuos de construcción y demolición varían notablemente en función de su origen y composición. Es conveniente diferenciar entre los materiales que tienen su origen en la construcción y demolición de edificaciones y estructuras, de los que proceden de capas firmes. Las primeras pueden presentar en su composición una amplia variedad de residuos, algunos incluso peligrosos que pueden contaminar otras valorizables y que en cualquier caso deben separarse, preferiblemente en la propia obra. Los segundos, suelen presentar una mayor homogeneidad, menor presencia de posibles productos contaminantes en su origen, requieren en muchos casos equipos, tecnología específica, y la incidencia del transporte en el coste de la valorización y puesto en obra de los áridos reciclados en la misma carretera es menor. (URCELEAY, C.1997).

1.4.1 Propiedades físicas El tamaño de los escombros es muy heterogéneo y depende del tipo de técnica de demolición utilizada. Estos residuos pueden tener impurezas y contaminantes como metales, vidrios, betún, materia orgánica y yeso. (URCELEAY, C.1997).

1.4.2 Propiedades químicas La composición química de los escombros de hormigón depende de la composición del árido utilizado en su producción, puesto que más del 75% del total del hormigón lo constituye el árido, siendo el resto los componentes de hidratación del cemento, silicatos y aluminatos cálcicos hidratados o hidróxidos cálcicos. En función del árido utilizado se pueden distinguir las siguientes composiciones químicas en la Tabla 1.

Tabla 1 Composición química de los escombros de hormigón.

La composición química de los escombros mayoritariamente cerámica es muy heterogénea, dependiendo sus propiedades del componente principal. Como datos orientativos se pueden tomar los que figuran en la siguiente Tabla 2.

MgO 0-1 Tabla 2 composición química de los escombros cerámicos.

1.5 Consideraciones medioambientales. La mayor parte de los residuos que se generan en actividades de construcción y demolición no suelen revestir características de peligrosidad, su recogida de forma no selectiva provoca la mezcla de distintos tipos de residuos que en general no son peligrosos pero que, al mezclarse, pueden dar lugar a residuos contaminados en su conjunto, lo que impide someterlos a un aprovechamiento apropiado, o a que se envíen a vertederos que no cuenten con las barreras de protección adecuadas al tipo de residuos que reciben.

Entre los materiales y sustancias que pueden encontrarse entre los RCD y que pueden tener alguna característica de peligrosidad cabe destacar.

– Aditivos de hormigón ( inflamable )

– Adhesivos, másticos y sellantes ( inflamable, tóxico, irritante )

– Emulsiones alquitranadas ( tóxico, cancerígeno )

– Materiales a base de amiento, pesticidas (tóxico, ecotóxico, inflamable )

– Revestimientos ignífugos halogenados ( tóxico, ecotóxico, cancerígeno )

– Equipos con PCB ( ecotóxico, cancerigeno )

– Luminarias de mercurio ( tóxico, ecotóxico )

– Sistemas con CFCs – Elementos a base de yeso (fuente posible de sulfhídrico en vertederos tóxico, inflamable )

Sin embargo la mayor parte de los RCD se pueden considerar inertes o asimilables a inertes, por lo tanto su poder contaminante es relativamente bajo pero, por el contrario, su impacto visual es con frecuencia alto por el escaso control ambiental ejercido sobre los terrenos que se eligen para su depositó.( MADRID ,2002-2011).

1.5.1 Los principales beneficios ambientales que se producen son:

ؠDisminución del volumen de escombros que se depositan en vertederos.

Reducción del número de explotaciones necesarias para suministrar la materia prima original, con el consiguiente beneficio en cuanto a impacto ambiental y de protección de los recursos naturales. .(MADRID ,2002-2011).

1.5.2 Principales inconvenientes ambientales Los aspectos ambientales negativos que se deben destacar son:

ؠ Generación de polvo, ruidos, y vibraciones producidas en las operaciones de tamizado y machaqueo en las plantas de procesado de los áridos, por lo que hay que estudiar el emplazamiento más conveniente para reducir en lo posible su impacto ambiental. En el caso de plantas fijas de reciclaje de áridos es conveniente situarlas en las proximidades de una planta de fabricación de hormigón.

ؠ Posibles impactos sobre la salud, causadas por el inadecuado manejo y protección frente a componentes peligrosos que pueden existir en los residuos (particularmente en algunos de demolición), como el ambiente. (MADRID ,2002-2011).

1.6 Experiencias internacionales en el uso de los áridos reciclado. Experiencias en España Aunque a nivel práctico, el uso de árido reciclado procedente de hormigón para la fabricación de un nuevo hormigón, es muy reducido en España, existen ya algunos casos en los que se ha utilizado o está previsto utilizar áridos reciclados.

El puente de Marina Seca, una de las obras emblemáticas de Barcelona, fue construido utilizando hormigón reciclado en alguno de sus elementos. Se utilizó un árido reciclado de un único origen (fracción 4/25 mm), con una absorción media de 6,7%, exento de cloruros, y sulfatos. Más del 95% del árido reciclado eran partículas de hormigón. La cantidad de finos inferiores a 0,063 mm fue del 1% y el aporte de finos menores de 4 mm fue del 10%, lo que obligó a una ligera corrección en la cantidad de arena.

Se utilizó una sustitución del 20% de árido reciclado previamente presaturado, con un grado de saturación entre el 80% y el 90%.

La resistencia obtenida fue de 47,8 N/mm2, y los resultados de los ensayos de penetración de agua fueron adecuados. La puesta en obra de este hormigón tampoco presentó ninguna dificultad. Otro ejemplo es el Puente atirantado sobre el río Turia esta experiencia piloto, propone la utilización de hormigón reciclado en un puente atirantado de hormigón armado, situado en Manises (Valencia), propiedad de la Diputación de Valencia.

Este puente se ejecutó como sustitución de una estructura de hormigón ya existente. El objetivo del proyecto es reciclar el material de hormigón procedente de esta estructura para la fabricación de parte del hormigón de la nueva estructura, utilizando una sustitución del 20% del árido natural por árido reciclado en el hormigón de un tramo de la losa.

Experiencia en Países Bajos En los Países Bajos es habitual la utilización de árido reciclado procedente de hormigón (se exige su empleo en un porcentaje del 20% de la fracción gruesa en todos los proyectos de hormigón, con excepción de las estructuras de hormigón pretensado).

Debido a la falta de disponibilidad de este tipo de árido reciclado ya se han llevado a cabo varios proyectos piloto donde se ha reemplazado el 20% del árido grueso por una mezcla de hormigón y ladrillo triturado.

En 1992 se empleó árido reciclado (mezcla de hormigón y ladrillo) en la construcción de los estribos de un viaducto cerca de Helmond.

En las obras de la compuerta del puerto en las proximidades de Schijndel (en 1992), se emplearon unos 300 m hormigón y ladrillo. de hormigón con árido reciclado procedente de una mezcla de Desde 1994 el Gobierno holandés permite el uso de este tipo de árido reciclado (Mezcla de hormigón y ladrillo) en hormigón estructural, con un reemplazo máximo del 20% del árido grueso. A pesar de esta restricción se han llevado a cabo varios proyectos piloto que han demostrado la posibilidad de utilizar cantidades mayores de árido reciclado, siempre y cuando se tomen las precauciones necesarias.

Entre 1997 y 1998 se construyeron 272 casas unifamiliares empleando un 100% de árido reciclado. Se utilizó para la construcción de muros de carga de hormigón en masa y elementos de hormigón para fachadas y suelos.

En 1988 se empleó aproximadamente 500 m d e hormigón reciclado en la construcción de los estribos de un viaducto en la carretera RW 32 cerca de Meppel.

En 1990 se construyó un segundo viaducto en esa misma zona. En este caso se utilizó árido grueso reciclado (en un porcentaje del 20%) para todas las partes de hormigón del viaducto. La cantidad total de hormigón reciclado que se usó fue de 11.000 m .

En las obras de la compuerta del puerto en las proximidades de Almelo (en 1988) se emplearon unas 2.000 t de hormigón reciclado para la construcción de la losa de hormigón bajo el agua.

Debido a los buenos resultados obtenidos en la utilización de hormigón reciclado, desde 1991 se exige la utilización de árido de hormigón reciclado en un porcentaje del 20% de la fracción gruesa en todos los proyectos de hormigón, con excepción de las estructuras de hormigón pretensado.

Experiencia en Reino Unido La primera experiencia práctica en la que se utilizó hormigón con áridos reciclados en el Reino Unido se llevó a cabo en Watford en el año 1995 durante la construcción de un bloque de oficinas. Se empleó hormigón triturado procedente de la demolición de un edificio de 12 plantas en el centro de Londres. El árido grueso se utilizó para la construcción de cimentaciones, pilares y forjados.

Experiencia e Bélgica Para la ampliación del puerto de Antwerp, se procedió en 1987 a la demolición de varios muros del puerto y la construcción de una compuerta mayor. La demolición se realizó con explosivos, originando unos 80.000 m3 de escombros. Por consideraciones tanto ambientales como económicas se optó por la utilización de los escombros de hormigón para la fabricación de hormigón reciclado.

El hormigón producido disponía de suficiente resistencia a compresión (fc de 35 N/mm2) y retracción aceptable (< 150 孯m). Para mejorar la trabajabilidad del hormigón se optó por presaturar los áridos reciclados antes de incorporarlos a la mezcla, corrigiendo así la cantidad de agua añadida. Después de 15 años de servicio la estructura no ha presentado problemas de durabilidad.

Experiencia en Alemania En Alemania se usó árido reciclado para la construcción de grandes bloques de hormigón como elementos decorativos en el Centro de Exposiciones de Magdeburg (1999). Estos bloques se encuentran en el exterior y en contacto con agua. En este caso, sólo se empleó árido grueso reciclado.

En 1993-1994 se construyó la sede de la Fundación Alemana para el Medioambiente (Deutsche Bundesstiftung Umwelt). Se empleó árido reciclado en la construcción de los elementos estructurales de hormigón, realizándose una estricta selección de los áridos reciclados y exhaustivo control de calidad. Se utilizaron 290 kg/m de cemento Pórtland CEM I 42,5 R; el árido grueso era reciclado (con tamaños comprendidos entre 4 y 32 mm) y el árido fino arena natural. La mezcla contenía además 70 kg/mde cenizas volantes y plastificantes. Con un contenido de agua de 201 kg/m se consiguió una resistencia cúbica de 35 N/mm .

El uso del árido reciclado en Alemania data desde aproximadamente 1950 y se ha usado principalmente para la construcción de viviendas.

En 1996-1997, se desmanteló una zona militar a las afueras de Itzehoe que produjo aproximadamente unas 50.000 t de escombros mixtos y unas 20.000 t de escombros de hormigón. Estos se utilizaron para la edificación nuevamente de esa misma zona.

Experiencia en Dinamarca Uno de los proyectos más significativos sobre reutilización de escombros de demolición para la fabricación de hormigón ha tenido lugar en Dinamarca. La construcción del "Great Belt Link" una gran red de enlace entre Dinamarca y Suecia, suponía la modificación de la red de carreteras existentes y la demolición de varias estructuras, entre las que se encontraba la demolición de un puente de hormigón armado. En esta demolición se llevaron a cabo distintas investigaciones sobre técnicas de demolición y utilización del hormigón triturado como árido para un nuevo hormigón. Finalmente los escombros fueron procesados y empleados en la fabricación de hormigón, que se utilizó para la construcción de "La casa reciclada", en Odense y las cimentaciones de pantallas acústicas. Esta casa reciclada consiste en un bloque de 14 apartamentos de tres pisos con sótano.

Experiencia en Japón En Japón se emplean los áridos reciclados como material para la fabricación de bloques de hormigón prefabricado.

Experiencia en Reino Unido La primera experiencia práctica en la que se utilizó hormigón con áridos reciclados mezcla de hormigón y ladrillos se llevó a cabo en Cardington (1996), para la construcción de la losa de la segunda planta de un edificio de esta ciudad. La losa estaba fuertemente armada y tenía 0,5 m de espesor.

Se optó por una sustitución del 20% del árido grueso y se emplearon unas 100 t de árido reciclado (que contenía hasta un 50% de ladrillo). La dosificación del hormigón empleado fue la misma que la de la losa construida en la primera planta de ese mismo edificio, y para ambos hormigones se obtuvieron unas resistencias similares (60 N/mm a los 91 días). El uso de árido reciclado no afectó al bombeo ni a la puesta en obra del hormigón.

1.7 Normativa técnica. Después de hacer una búsqueda bibliográfica sobre la normativa técnica internacional que se aborda el tema de los RCD se listan a continuación los países con su correspondiente normativa.

Tabla 3: Normativa internacional sobre áridos reciclados de hormigón.

España En Noviembre de 2002 se constituyó el Grupo de Trabajo "Hormigón Reciclado" a instancias de la Comisión Permanente del Hormigón y de ACHE para elaborar un documento que complementara a la reglamentación act ual de hormigón estructural (Instrucción EHE). La nueva EHE incluye un anejo (Anejo 15), que recoge las recomendaciones específicas sobre la utilización del árido reciclado procedente de hormigón en hormigón estructural.

Además, la utilización de árido reciclado procedente de hormigón en hormigón no estructural está incluida en el Anejo 18 de la EHE.

RILEM RILEM (International Union of Testing and Research Laboratories for Materials and Structures): "Specifications for Concrete with Recycled Aggregates" . Materials and Structures, Nº27. P.p.557-559, 1994.

1.8 Potencialidades del uso de los áridos reciclados para la fabricación de hormigón en Cuba. En su tesis para defender el grado de Máster en ciencias Toscano (2008) plantea que a partir que se inició el procesamiento industrial de estos residuos, principalmente los de concreto, albañilería y materiales cerámicos, se han venido desarrollando investigaciones sobre posibles aplicaciones del material obtenido, demostrándose que estos productos tienen un elevado potencial de reutilización.

Una condición necesaria para que los productos reciclados encuentren su mercado como un sustituto para las materias primas es que satisfagan las exigencias técnicas y sean económicamente competitivos. Hace varios años se han dedicado numerosos estudios a la calidad y cumplimiento de las especificaciones técnicas de las materias recicladas. Abanderados de estos estudios están los informes llevados a cabo por RILEM TC- 37- DCR (Unión Internacional de Laboratorios de Ensayos e Investigación sobre los Materiales y las Construcciones) sobre la demolición y reutilización del hormigón y elementos de mampostería. Estos resultados muestran cómo los fragmentos de hormigón triturados pueden usarse para muchas aplicaciones y que el hormigón triturado es capaz de cumplir las especificaciones para los áridos utilizados en el hormigón, y emplearse en muchas estructuras diferentes. (Machado, 2008).

La disponibilidad en la empresa de materiales de la construcción de Villa Clara de varios talleres productores de bloques de hormigón avalados por el sistema de calidad instaurado en cada uno de ellos, hace atractiva la posibilidad de incorporar al proceso productivo las pérdidas de las cuales no está exento cualquier taller productor de bloques de hormigón. Lográndose así una gestión del residuo de construcción amigable con el medio ambiente y reduciendo la explotación de materias primas no renovables.

Figura1: Foto tomada en el lugar de almacenamiento de los escombros (bloques rotos de hormigón)

1.9 Conclusiones parciales.

ؠLos áridos reciclados están ampliamente demostrados para su empleo como materiales de construcción, y son tan fiables como los áridos naturales.

ؠ Existen varias aplicaciones para el escombro reciclado. Entre ellas se destacan las siguientes: como material de relleno en carreteras; como árido en la preparación de hormigón, etc. En los dos casos, pero fundamentalmente en el último, su aplicación va a depender de las propiedades físicas del producto acabado.

ؠLa distribución de los granos y forma de partícula son propiedades importantes para la utilización de hormigón reciclado como árido y van a estar relacionadas, en buena medida, con el proceso de producción.

ؠEl hormigón con áridos reciclados muestra una mayor absorción de agua en comparación con los áridos convencionales debido al mortero antiguo adherido a los áridos originales.

ؠ En la provincia de Villa Clara se puede aprovechar todos los desechos que se generan en los talleres productores de bloques huecos de hormigón, evitando así los depósitos de escombros y aprovechando un material que es totalmente reutilizable.

Plan experimental para la sustitución parcial de áridos naturales por RCA. (Recycling concrete aggregate)

2.1 Introducción. Para comenzar con este aspecto se requiere de una adecuada localización y selección de los desechos disponibles, así como las características del hormigón original y del árido a obtenerse, su homogeneidad y propiedades en dependencia de los residuos previos a la trituración, de forma tal que se pueda realizar una buena caracterización para evaluar su posible reciclado.

Es de gran importancia determinar las propiedades físicas, mecánicas y químicas del árido obtenido de los desechos, donde una posible contaminación de los escombros limita la disponibilidad y empleo de los mismos, para su uso final. De ahí que sea necesario realizarse un meticuloso inventario del volumen de los RCD y evaluar la factibilidad de uso de los escombros en dependencia de la cantidad y calidad de los mismos.

A continuación se ofrecen las caracterizaciones de todos los materiales empleados durante la investigación, ello es una parte esencial dentro del desarrollo de este trabajo debido a que el hormigón es un material heterogéneo formado por mezcla de diversos materiales (árido grueso, árido fino, cemento, agua, árido fino reciclado, árido grueso reciclado y según sea el caso se pueden usar aditivos ) . Además se aborda todo el proceso de producción, sus características y particularidades así como los ensayos que se realizaron y las herramientas que se utilizaron.