Estudios sobre hormigón reciclado con áridos. Parte 3

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS ÁRIDOS DE HORMIGÓN RECICLADO

Las características físicas estudiadas fueron: absorción de agua, composición granulométrica y gravedad específica. La composición granulométrica se tomó según el requerimiento de que los áridos tengan un tamaño nominal de 20mm. En la Tabla 1 se presentan los resultados obtenidos. El hormigón con áridos reciclados mostró una mayor absorción de agua en comparación con los áridos convencionales debido al mortero antiguo adherido a los áridos originales. Como puede observarse, la absorción de agua de los áridos reciclados de los tres tipos de materiales fue aproximadamente el triple que la de los áridos naturales. En gravedad específica, se encontraron valores ligeramente más bajos. Los áridos reciclados tendieron a registrar una gravedad específica relativamente menor que la de los áridos convencionales y la gravedad específica y la absorción de agua estaban relacionadas.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS ÁRIDOS DE HORMIGÓN RECICLADO

Se realizaron pruebas de valor de impacto y valor de trituración de los áridos en los tres tipos de áridos de hormigón reciclado y se compararon los valores con los obtenidos para áridos naturales (Rakshvir 2003). En la Tabla 2 se muestran los resultados obtenidos. Se observaron valores más bajos en el valor de impacto y el valor de trituración de los áridos; sin embargo, esos valores satisfacen las especificaciones establecidas por las Normas Indias (IS: 383 1970).

Los áridos reciclados alcanzaron satisfactoriamente los dos valores requeridos para la construcción del hormigón que no se utiliza para superficies sometidas a desgaste. En cuanto al uso de áridos de hormigón reciclado en hormigón para superficies sometidas a desgaste, como pistas de aterrizaje, caminos o pavimento, dichos áridos de hormigón reciclado satisficieron el valor de trituración de áridos y el valor de impacto de áridos en más de un 5%.

Si se observan las Tablas 1 y 2, es muy evidente que los resultados del estudio se ubicaron perfectamente dentro del rango de resultados obtenidos en estudios recientes informados por otros investigadores.

PROPIEDADES DEL HORMIGÓN CON ÁRIDOS RECICLADOS

La maleabilidad se reduce a medida que se aumenta el contenido de áridos reciclados; eso puede atribuirse a la mayor absorción de agua de los áridos reciclados (Topcu 1997).

En las Figuras 1a y 1b, se muestra la resistencia a la compresión para cubos y cilindros, respectivamente, a 3, 7 y 28 días para áridos reciclados con un contenido de 0, 25, 50 y 75% de áridos reciclados (Grupo I). En las Figuras 1c y 1d, se muestra la resistencia a la flexión y la resistencia a la rotura por tracción, respectivamente, a 28 días, para el hormigón con áridos reciclados con un contenido de 0, 25, 50 y 75% de áridos reciclados (Grupo I). En la Tabla 3, se muestran los valores de resistencia a la flexión a 0,7(fck)1/2.

En las Figuras 2a y 2b, se muestran la resistencia a la compresión para cubos y para cilindros, respectivamente, a 3, 7 y 28 días para el hormigón de áridos reciclados con un contenido de 0, 25 y 50% de áridos reciclados (Grupo II). En las Figuras 2c y 2d, se muestra la resistencia a la flexión y la resistencia a la rotura por tracción, respectivamente, a 28 días, para el hormigón de áridos reciclados con un contenido de 0, 25 y 50% de áridos reciclados (Grupo II). En la Tabla 3, se muestran los valores de resistencia a la flexión a 0,7(fck)1/2.

En las Figuras 3a y 3b, se informan las resistencias a la compresión para cubos y cilindros, respectivamente, a 3, 7 y 28 días, para el hormigón de áridos reciclados con un contenido de 0, 25 y 50% deáridos reciclados (Grupo III). En las Figuras 3c y 3d, se muestra la resistencia a la flexión y la resistencia a la rotura por tracción, respectivamente, a 28 días, para el hormigón de áridos reciclados con un contenido de 0, 25 y 50% de áridos reciclados (Grupo III). En la Tabla 3, se muestran los valores de resistencia a la flexión a 0,7(fck)1/2.

Con el objeto de estudiar el módulo de elasticidad del hormigón elaborado con hormigón de áridos reciclados, las muestras se prepararon reemplazando, por peso, el 25% de áridos naturales conáridos reciclados. Las muestras cilíndricas se prepararon con los tres tipos de material (Grupo I, Grupo II y Grupo III). Las curvas de tensión-deformación (Rakshvir 2003) de los resultados obtenidos para los distintos grupos junto con las curvas para áridos naturales muestran que, al mismo nivel de tensión, las muestras preparadas con áridos reciclados tienen una mayor deformación que las muestras preparadas con áridos naturales.

El módulo de elasticidad del hormigón elaborado con áridos reciclados mostró una reducción de hasta el 19% en los valores si se los compara con el módulo de elasticidad del hormigón elaborado con el 100% de áridos naturales. En comparación con los áridos naturales, los valores del módulo de elasticidad obtenidos por Chen y otros (2002) fueron de alrededor de 70%, pero el hormigón con áridos reciclados que utilizó él también contenía fragmentos de ladrillos y baldosas. En el presente estudio, los valores alcanzados fueron de aproximadamente el 80% comparado con las muestras elaboradas con áridos naturales.

COMPORTAMIENTO A LA FATIGA DEL HORMIGÓN CONÁRIDOS RECICLADOS EN FLEXIÓN

En la Fig. 4, se muestran los resultados obtenidos. Las muestras preparadas con el 100% de áridos naturales tuvieron la cantidad máxima de ciclos sin quiebres y las otras muestras elaboradas reemplazando el 25% de los áridos naturales con áridos reciclados falló luego de completar una cantidad menor de ciclos.

En cada incremento de la carga, las muestras sometidas a prueba fueron menos; el número de ciclos fue fijo. Sin embargo, el procedimiento seguido fue el mismo para todas las muestras. Por lo tanto, se puede afirmar que las muestras elaboradas con distintos tipos de áridos reciclados completan una menor cantidad de ciclos antes de quebrarse, en comparación con las muestras elaboradas con un 100% de áridos naturales. En base a los resultados obtenidos para los tres tipos de materiales diferentes, se realizaron las siguientes observaciones:

• En todos los grupos, a medida que se incrementó la cantidad de áridos reciclados, se produjo una disminución de la resistencia a la compresión de los cubos. Cuando la cantidad de áridos reciclados excedió el 50%, la disminución fue mayor. Cuando se reemplazó el 75% deáridos naturales con áridos reciclados, por peso, la disminución de la resistencia a la compresión fue de aproximadamente el 15%. En el Grupo II fue del 5% y en el Grupo III fue del 5%. Eso se debió al mortero adherido de los áridos de hormigón reciclado, que es poroso y tiene más huecos.
• Se observó una tendencia similar en la resistencia a la compresión cuando se midió con muestras cilíndricas. Sin embargo, en ambos casos, se logró la resistencia esperada.
• También se observó una disminución de la resistencia a la flexión a medida que aumentaba la cantidad de áridos reciclados, excepto el Grupo I con un reemplazo del 75% de áridos reciclados, en el cual se produjo un aumento de la resistencia en comparación con la resistencia del hormigón elaborado con un reemplazo del 50%, y se obtuvo un resultado aproximadamente igual al del hormigón elaborado con un reemplazo del 25%.
• En el Grupo I y el Grupo II, se alcanzó una resistencia a la flexión conforme a los valores requeridos por el código IS (0,7(fck)1/2) y en la mayoría de los casos, se superaron dichos valores.
  Sin embargo, en el Grupo III (grava) la resistencia a la flexión alcanzada no fue satisfactoria y se observó hasta el 10% menos de resistencia a la flexión. Eso puede deberse a la imbricación insuficiente de los áridos de grava.
• Todos los grupos mostraron una tendencia similar de disminución de la resistencia a la rotura por tracción con el aumento del contenido de áridos reciclados.
  En el caso del Grupo III, la resistencia alcanzada con porcentajes similares de reemplazo de áridos reciclados fue de hasta el 10% menor.
• Sin embargo, es pertinente mencionar que en los tres grupos el patrón de roturas para todos los tipos de pruebas fue similar y no se observaron variaciones llamativas.
• La prueba de módulo de ruptura de prismas dio como resultado el desarrollo de grietas por roturas en el tercio central del intervalo de la muestra en casi todas las muestras a las que se le realizaron pruebas, sin importar el tipo de material.
  Eso significa que, en comparación con las muestras que no contienen áridos reciclados, la rotura de las muestras es ideal y similar.

CONCLUSIONES

A continuación se resumen los puntos más importantes que se desprenden de los estudios sobre hormigón elaborado con áridos reciclados. El diseño de la mezcla del hormigón reciclado fue similar al del hormigón elaborado con áridos naturales.

Fue necesario realizar correcciones en el contenido de agua para obtener una maleabilidad adecuada y para compensar la mayor absorción de agua de los áridos reciclados. La resistencia a la compresión disminuyó a medida que se aumentaba la cantidad de áridos reciclados y la variación fue de entre 5% y 15%. Esto puede explicarse de la siguiente manera: el aumento del contenido de áridos reciclados provocó un aumento de los huecos o poros y, por lo tanto, causó la pérdida de resistencia. La pérdida de resistencia fue mayor en el hormigón fabricado con grava reciclada. Se observaron valores similares en los valores de las pruebas de resistencia a la flexión y resistencia a la rotura por tracción para los tres tipos de materiales. Para la grava reciclada, los valores fueron insuficientes y no cumplieron con las normas mínimas cuando la cantidad de áridos reciclados fue superior al 25%. Los valores del módulo de elasticidad que se obtuvieron para el hormigón elaborado con el 25% de áridos reciclados fueron menores que los obtenidos para el hormigón elaborado con áridos convencionales. Además, la prueba de fatiga demostró que las muestras elaboradas con distintos tipos de áridos reciclados completarían una menor cantidad de ciclos antes de quebrarse, en comparación con las muestras elaboradas con el 100% de áridos naturales.

Por: Major Rakshvir y Sudhirkumar V. Barai
Departamento de Ingeniería Civil, Indian Institute of Technology Kharagpur, Kharagpur, India.

Fuente: Futuro Sustentable

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