ESTUDIO COMPORTAMIENTO DEL

CONCRETO CON SUSTITUCIÓN

PARCIAL DE AGREGADO GRUESO

NATURAL POR AGREGADO GRUESO

RECICLADO, EN LA CIUDAD DE

HERMOSILLO, SONORA.

Presenta:

Carlos Jerónimo Flores Paredes

Universidad de Sonora

Noviembre 2014

División de ingeniería Posgrado en ciencias de la Ingeniería,

Ingeniería Civil líneas terminales

construcción y valuación

Hermosillo, Sonora.

Planteamiento

del problemaCrecimiento de residuos urbanos

Escombros en áreas naturales

Introducción

Este tipo de residuos

pueden ser incorporados

en la construcción para la

elaboración de elementos

como bloques, morteros,

concretos, generando

materiales y edificaciones

sustentables.

Evaluar el comportamiento

mecánico del concreto

elaborado con agregado

reciclado procedente de

demoliciones de elementos

de concreto.

Objetivos específicos

1 - Caracterización delagregado reciclado grueso ylos agregados naturales(grava y arena) procedentesde bancos de materiales.

2 - Determinación de laspropiedades del concreto enestado fresco; revenimiento,temperatura y masa unitaria.

3 - Determinación de laresistencia a compresiónsimple.

Objetivo

Antecedentes

Actualmente la ecología y medio

ambiente han adquirido una gran

importancia a nivel mundial, debido

a los efectos que tienen las

actividades industriales de los

diferentes ramos, siendo uno de

estos el sector de la construcción.

El cual incide de manera importante

en el medio ambiente, ya que esta

transforma recursos naturales y el

ambiente mismo.

HipótesisEl comportamiento mecánico

del concreto con la sustitución

parcial y total del agregado

grueso por agregado reciclado,

será similar al del concreto con

agregados naturales, ante la

igualdad de condiciones de

fabricación mediante pruebas

mecánicas de laboratorio.

Investigaciones internacionales:

España

Colombia

Ecuador

Chile

Argentina

Japón

Holanda

Estados Unidos

Alemania

Reino Unido

Proceso para obtener

el agregado reciclado y

productos finales

Fuente: Domínguez Lepe. J. A. y

Martínez L. Emilio. (2007).

Sitio de estudio

Los agregados a utilizar sonde origen natural yreciclado. Los naturalesproceden de bancos demateriales localizados enlos márgenes del ríoSonora, en específico decribas Castillo.

El agregado recicladogrueso proviene de latrituración de concreto cuyoorigen es la demolición deedificaciones.

Materiales y

métodos

Caracterización

de agregados

Caracterización de agregadosSeparación de agregados

por retenido

Homogenización de material

Pruebas y ensayes

Concreto fresco

Prueba de revenimiento Temperatura

Contenido de aire Masa unitaria

Pruebas y ensayes

Concreto endurecido

Resistencia a la compresión simple

Resultados y

análisis

UNIVERSIDAD DE SONORAESCUELA DE INGENIERIA

HERMO SILLO , SO NO RA, MEX.

LABORATORIO DE INGENIERIA EXPERIMENTAL TELEFONOS:

2592183

SECCION DE ENSAYE DE MATERIALES 2592184

ARENA PARA CONCRETO

Características del material Material limpio bien graduado libre de finos

Procedencia Banco de Materiales "Cribadora Castillo" Blvd A. Quiroga y Blvd Luis Donaldo Colosio

Para usarse en Evaluacion del Comportamiento del Concreto elavorado con agregado Reciclado

Solicitada por Responsable del Proyecto

Ensaye No. Expediente No.

Fecha de recibo Fecha de informe

Kg/m3 Densidad:

Peso volumétrico varillado: kg/m3 % Absorción:

Peso de Muestra: 10 Kg Modulo de Finura: 2.76 % W:

ANALISIS GRANULOMETRICOMalla Peso Retenido

(kg)

% Retenido % Retenido

Entero

% Retenido

Acumulado

No. 4 0.30 3 3 3

No. 8 1.20 12 12 15

No. 16 1.50 15 15 30

No. 30 2.50 25 25 55

No. 50 2.30 23 23 78

No. 100 1.70 17 17 95

No. 200 0.50 5 5 100

Charola 0.00 0 0 100

Sumas 10.00 100 100 476

OBSERVACIONES:

REALIZO: AUTORIZO:

Tecnico de Laboratorio Jefe de Laboratorio

Peso volumétrico suelto:

El porcentaje de retenido de la arena es perfecto por lo que

corresponde a una arena bien graduada.

Caracterización de agregados

AGREGADODENSIDAD

g/cm3

PVSS

kg/m3

PVSC

kg/m3

Absorción

%

Humedad

%M. F.

Cemento 3.10 --- --- --- --- ---

Grava

natural 2.61 1491 1584 1.52 0.20 ---

Arena

natural 2.56 1512 1619 2.04 0.81 2.76

Grava

reciclada2.42 1226 1302 6.23 0.84 ---

MATERIAL

CONCRETO NORMAL

Cantidades en kg para 1 M3 de

concreto

CONCRETO RECICLADO

Cantidades en kg para 1 M3 de concreto

a/c = 0.80 a/c = 0.70 a/c = 0.62 a/c = 0.80 a/c = 0.70 a/c = 0.62

Cemento 256 293 332 256 293 332

Grava 989 989 989 813 813 813

Arena 804 773 741 860 831 800

Agua 228 228 227 259 259 259

Sumas

kg/m3 2 277 2 283 2 289 2 188 2 196 2 204

Proporcionamiento de los diseños de las mezclas de concreto del experimento

Condiciones de diseño de concreto

Relación agua/cemento; 0.80, 0.70 y 0.62

Revenimiento de 10 cm ± 2.5 cm

Tamaño máximo de agregado de 19 mm o 3/4" diámetro

Concreto sin aire incluido

MATERIAL DENSIDAD ABSORCIÓN

(%)

HUMEDAD

(%)P.V.S.S. P.V.S.C M.F.

Cemento 3.10

Agua 1.00

Grava 2.61 1.52 0.20 1491.00 1584.00

Arena 2.56 2.04 0.81 1512.00 1619.00 2.76

Aditivo 0.00

Agregado

Reciclado2.42 6.23 0.84 1226.00 1302.00

Aire 1.21

Resultados de las pruebas del concreto reciclado y natural en estado fresco

PROPIEDAD UNIDAD

CONCRETO NORMAL CONCRETO RECICLADO

a/c = 0.80 a/c = 0.70 a/c = 0.62 a/c = 0.80 a/c = 0.70 a/c = 0.62

Revenimiento cm 8.5 9.0 10.5 9.0 8.7 10.8

Masa Unitaria kg/m3 2261 2251 2257 2168 2168 2168

Temperatura oC 24.0 25.4 25.0 24.6 26.6 26.2

Cont. Aire % 1.1 1.20 1.34 1.64 1.64 1.65

Resultados a compresión simple

MUESTRA

CARGA (kg) ESFUERZO (kg/cm2)

3 días 7 días 14 días 28 días 3 días 7 días 14 días 28 días

MN-0.80 13828 17896 22780 26584 79 102 129 151

MR-0.80 7756 13332 14520 16592 44 76 83 94

MN-0.70 15020 22188 22888 31128 85 126 130 177

MR-0.70 14948 17964 21564 26148 63 102 123 149

MN-0.62 18716 27116 29248 34280 106 154 166 195

MR-0.62 16748 17260 29020 30948 95 98 165 176

En los primeros 3 días de edad el reciclado alcanzo la mitad de la

resistencia con respecto al normal. A los 7 días el concreto reciclado

se mantuvo por debajo del concreto normal en 26 kg/cm2. A 28 días el

concreto reciclado mantuvo su resistencia por debajo con respecto

al concreto normal en un 37 % con respecto al normal.

y = 24.518x + 53.886

R² = 0.9979

y = 15.736x + 34.807

R² = 0.8958

0

20

40

60

80

100

120

140

160

3 días 7 días 14 días 28 días

ESFU

ER

ZO

EN

k

g/c

m2

EDAD EN DIAS

Relación agua/cemento = 0.80

N-0.80

R-0.80

Lineal (N-0.80)

Lineal (R-0.80)

Se determina que los concretos para este diseño tienen un comportamiento

muy similar para todas las edades, es decir, las pendientes de los modelos son

casi iguales, esto es, conservan un paralelismo por lo que la diferencia en

resistencia es uniforme y del orden de 20.2 kg/cm2 en promedio, lo que

corresponde a una disminución de la resistencia del concreto reciclado con

respecto al concreto normal a los 28 días del 11.4%.

y = 27.977x + 59.534

R² = 0.9227

y = 27.607x + 40.114

R² = 0.9823

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

3 días 7 días 14 días 28 días

ESFU

ER

ZO

EN

kg

/cm

2

EDAD EN DIAS

Relación agua /cemento = 0.70

N-0.70

R-0.70

Lineal (N-0.70)

Lineal (R-0.70)

Se aprecia que los concretos diseñados para una relación a/c = 0.62 se llevan poca

diferencia en sus resistencias a las diferentes edades, disminuyendo esta diferencia

conforme aumenta la edad de los concretos, lo cual se puede apreciar en las

pendientes de los modelos, la del concreto reciclado es mayor a la del concreto

normal, lo cual es indicativo que en algún punto, conforme transcurra la edad, tendrán

el mismo valor de resistencia. A los 28 días la diferencia de la resistencia entre ambos

concretos es del 9.7 %.

y = 27.741x + 85.989

R² = 0.9442

y = 30.886x + 56.273

R² = 0.8667

0

50

100

150

200

250

3 días 7 días 14 días 28 días

ESFU

ER

ZO

EN

kg

/cm

2

EDAD EN DIAS

Relación agua/cemento = 0.62

N-0.62

R-0.62

Lineal (N-0.62)

Lineal (R-0.62)

Conclusiones En lo que respecta al concreto fresco, la demanda de agua

aumento en un 13.5 % con respecto al concreto de diseñonormal, para mantener el revenimiento en el rango dediseño de 10 +- 2.5 cm.

La masa unitaria del concreto fresco reciclado resultomenor que el concreto fresco normal.

El contenido de aire también fue mayor en el concretoreciclado, debido a la porosidad del mortero adherido alagregado.

La temperatura del concreto reciclado tuvo solamente unadiferencia promedio de 1 °C con respecto al normal, peroaun así esto no afecto en su trabajabilidad ni el fraguado demanera significativa.

El concreto con el agregado reciclado obtuvo menoresresistencias que el concreto normal. Tomando en cuenta lasrelaciones de agua-cemento se observó que entre menor esesta relación el concreto reciclado adquiere resistenciasmuy cercanas al concreto fabricado con agregado normal alos 28 días.

Finalmente, observando los resultados en ambos concretos,para el caso del concreto con agregado grueso recicladoposee características de resistencia para uso en estructurasde fabricación común; como casa habitación y estructurasdonde no se requieran especificaciones estructurales de altodesempeño o especificación especial.

Además el concreto con agregado reciclado presenta laventaja de ser más ligero que el normal por lo que podemosinferir que los diseños pueden ser más económicos.

Adicionalmente, la reutilización de desecho de concreto, esuna forma de resolver el problema de la mala disposición deellos, ya que son residuos de disposición especial y no puedenser dispuestos en Rellenos Sanitarios Municipales, además dedisminuir la explotación de bancos de materiales naturalesayudando a conservar recursos naturales no renovables.

Conclusiones ( continuación)

¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN !!