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CONCRETE WITH RECYCLED AGGREGATES FOR ROADS

HORMIGÓN CON AGREGADOS RECICLADOS PARA CARRETERAS

Bolla, G. ; López, P.; Facendini, S. Universidad Tecnológica Nacional-Carrera Ingeniería Civil

Paraná-Argentina


0,87 Tn/Km/año RCD(construction and demolition waste).

Residuos de demolición de pavimentos de hormigón.

1000 Tn anuales sin destino


Origen del RCD

Obra de reconstrucción de calzada de acceso al Túnel Subfluvial Uranga-Silvestre Begnis, bajo el río Paraná


•• ReutilizarReutilizar elel RCDRCD mediantemediante lala trituracióntrituración yy elelprocesamientoprocesamiento

•• EstudiarEstudiar elel RCDRCD comocomo agregadoagregado enen hormigoneshormigones

Objetivos

•• EstudiarEstudiar elel RCDRCD comocomo agregadoagregado enen hormigoneshormigonesparapara nuevosnuevos pavimentospavimentos

•• ContribuirContribuir aa mitigarmitigar elel impactoimpacto sobresobre elelambienteambiente

•• DisminuirDisminuir elel costocosto dede laslas obrasobras


Procesamiento de la muestra a escala de laboratorio

Residuo antes de la selección Residuo después de la selección


Separación del RCD

Hormigón apto para triturar 68%

Hormigón contaminado con hidrocarburos 21%

Concreto asfáltico proveniente de bacheos 7%

Hormigón con restos de armadura 3%

Hormigón con concreto asfáltico adherido 1%


•Trituración por impacto del hormigón apto (68%)•Tamizado por malla de 2”

•Determinación de la curva granulométrica del agregado grueso comercial para el hormigón de control.

Canto rodado origen Río Uruguay(CR)

El mismo origen que el agregado grueso componente del RCD


Se compuso en laboratorio para el agregado reciclado la misma granulometría del agregado natural comercial


Agregado finoSe utilizó en todas las dosificaciones una composición de tres arenasAF: arena fina comercialAG: arena gruesa comercialACR: arena proveniente del canto rodado comercial


Características de los agregados utilizados en la mezclaNormas IRAM

Tipo de Agregado

Densidad S.S.S.

(gr./cm3)

Absorción (%)

Módulo de fineza

Peso SecoCompactado

(gr./cm3)

DesgasteLos

Ángeles (%)(%)

Canto Rodado

2.640 0,936,02

1.592 19.6

RCD Reciclado

2.590 3,28 1.410 34.0

AF 2.644 1,20 1,73AG 2.640 1,00 3,47ACR 2.640 1,00 3,19


Tipos de hormigones

Tipos de agregados

Hº Testigo 100% 0% 100%Hº Testigo 100% 0% 100%

Hº 25% 75% 25% 100%

Hº 50% 50% 50% 100%

Hº 75% 25% 75% 100%

Hº 100% 0% 100% 100%


Método de García Balado ICPA

Parámetros de diseño de la mezcla• Resistencia característica σ´bk = 25 Mpa• Relación a/c: 0.44

Dosificación del hormigón

• Relación a/c: 0.44• Asentamiento esperado (As), medido con el cono de

Abrams: 5 cm.• Cemento portland normal Tipo CPC40 según Norma

IRAM 50000.• Sin incorporación de aditivos

Debido a la mayor absorción del agregado reciclado, para mantener latrabajabilidad de la mezcla fue necesario saturarlo, previamente.


Ensayos

•Resistencia a compresión simple y tracción por compresión diametral a los 28 días de edad en probetas cilíndricas de Ø=15cm x h=30cm, curadas en cámara cilíndricas de Ø=15cm x h=30cm, curadas en cámara húmeda.

•Resistencia a flexión a los 28 días de edad en probetas prismáticas de 15cmx15cmx60cm, curadas en cámara húmeda.


Resultados

Tipo de Hº

Df Densidad del Hº

Fresco(Kg/m3)

DeDensidad del Hº

Endurecido(Kg/m3)

As(cm)

Hº Testigo 2.402 2.394 4,5

Hº 25% 2.342 2.334 4,0Hº 25% 2.342 2.334 4,0

Hº 50% 2.342 2.330 5,0

Hº 75% 2.342 2.323 4,5

Hº 100% 2.313 2.301 4,0

Se observa una tendencia a la disminución de Df y De con el aumento del % de árido reciclado incorporado a la mezcla


Resultados

Tipo de Hº

σ´bmResistencia

media(MPa)

σ´bkResistenciacaracterística

(MPa)

CVCoeficiente de

Variación(%)

Hº Testigo 31,96 27,98 7,29

Hº 25% 24,90 21,57 7,03Hº 25% 24,90 21,57 7,03Hº 50% 30,37 25,04 7,25Hº 75% 29,72 27,79 3,45Hº 100% 33,57 30,31 5,60

•Se observa que σ´bm y σ´bk son superiores para el Hº100% respecto del Hº Testigo

•Según ACI 214,los valores de CV determinados, reflejan un hormigón de excelente a muy buena calidad


Resultados

Los planos de rotura de las probetas se desarrollan sin desprendimiento del árido del mortero


Resultados

Tipo de Hº

σtd

Tracción por compresión diametral

media del ensayo

CVCoeficiente de

Variación(%)

(MPa)

Hº Testigo 3.26 7,0

Hº 25% 2.91 3,5

Hº 50% 3.50 4,1

Hº 75% 3.48 1,9

Hº 100% 3.06 8,1


Resultados

3,26

2,91

3,5 3,48

3,06

2,5

3

3,5

4

4,5σ

td (

Mpa

)

Variación de σtd

DIN 1045 - (Leonhardt, F. y Mönning, E.)

A: σtd = 0,515 x (σ´bm) 1/2 (Mpa)

B: σtd = 2,277 x (σ´bm) 2/3 (Mpa)

1,5

2

2,5

0% 25% 50% 75% 100%

σ

Porcentaje de árido reciclado

Fórmula A

Fórmula B

σtd ensayo

entorno +25%

entorno -25%


Resultados

Tipo de Hº

MRMódulo a flexión

medio del ensayo (MPa)

CVCoeficiente de

Variación(%)

Hº Testigo 3,70 5,8

Hº 25% 2,93 2,3

Hº 50% 3,81 7,0

Hº 75% 3,87 6,6

Hº 100% 3,27 6,9


Resultados

0,62

0,445

0,65

0,59

0,69 0,71

0,56

0,3670,344

0,391 0,403

0,314

0,4

0,6

0,8

K

Variación de K

K (A.C.P.A.)

K=MR / (σ´bm)1/2 - (A.C.P.A.) - K=0,62 (mínimo p/agregados redondeados )

K=MR / (σ´bm)2/3 - (Raphael ) - K=0,445 (mínimo recomendado)

0,314

0,2

0% 25% 50% 75% 100%

Porcentaje de árido reciclado

K (Raphael)

K mínimo A.C.P.A.K (Raphael)


Conclusiones

� Los resultados obtenidos en la resistencia a la compresión

simple, a la tracción indirecta y a la flexión, justifican la

posibilidad de la utilización de los agregados recicladosposibilidad de la utilización de los agregados reciclados

proveniente de pavimentos colapsados, para su

incorporación en nuevos pavimentos, como contribución al

ahorro energético, a la disminución de los costos de

construcción y al cuidado del ambiente.


Conclusiones

� Estos hormigones pueden ser tratados como hormigones

convencionales, no obstante se observa que las mayores

dispersiones se registran en las mezclas de áridos

intermedias y debe profundizarse su estudio.intermedias y debe profundizarse su estudio.

� En la etapa de diseño y elaboración del hormigón se debe

tener en cuenta que la absorción de agua experimenta un

importante aumento en los agregados reciclados respecto

a los naturales, y puede modificar su trabajabilidad.


Conclusiones

� Se estima conveniente estudiar cada residuo RCD en

particular a incorporar en las mezclas a utilizar en los

proyectos, dadas las variaciones que se pueden registrarproyectos, dadas las variaciones que se pueden registrar

respecto de los valores recomendados por los manuales

para mezclas convencionales.

� Propender a la elaboración, discusión y puesta en

vigencia de normas que regulen el uso de estos RCD en

las obras civiles argentinas.


Muchas Gracias !

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