Residuos de construcción y demolición

Las principales aplicaciones de los áridos procedentes de hormigón triturado son: árido grueso para hormigones, árido fino para morteros y finos para cementos.

Árido para hormigón estructural

En general, los áridos gruesos reciclados procedentes de hormigón, pueden ser utilizados tanto para hormigón en masa como para hormigón armado, manteniéndose los criterios de dosificación de los hormigones convencionales.

Las principales propiedades del hormigón reciclado son las siguientes.

La demanda de agua del hormigón fresco reciclado es mayor que la del hormigón fresco hecho con gravas naturales y el consumo de cemento para la misma resistencia ligeramente superior.

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⁽¹⁸⁾.

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%^(18)(19), en función de la calidad del árido reciclado utilizado.

El módulo de elasticidad del hormigón reciclado es siempre inferior (entre un 15 y un 40% ) al del hormigón de referencia⁽²⁰⁾, y alcanza los valores menores cuando se utiliza también árido fino reciclado.

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⁽⁶⁾.

Para la misma dosificación, tanto la absorción como la porosidad del hormigón con árido reciclado aumentan. Según estudios españoles⁽²¹⁾, en un hormigón de referencia con absorciones comprendidas entre 5 y 6%, y porosidad entre 11 y 13%, puede alcanzar valores de absorción del orden del 8-9%, y porosidad entre 16-20%.

El 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 hacia el interior del CO₂⁽²²⁾.

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.

La utilización de árido reciclado procedente de hormigón en hormigón estructural está incluida en el Anejo 15 de la EHE⁽²³⁾, y establece unas limitaciones al uso del árido reciclado, cuyas líneas generales se señalan a continuación:

-          Se contempla únicamente la utilización de la fracción gruesa del árido reciclado, no permitiéndose el uso de arenas recicladas.

-          La aplicación del árido reciclado se limita 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.

-          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, etc.

El Anejo recomienda limitar el contenido de árido grueso reciclado al 20% en peso sobre el contenido total de árido grueso. Con esta limitación, las propiedades finales del hormigón reciclado (mecánicas y de durabilidad) apenas se ven afectadas en relación  a las que presenta un hormigón convencional, siendo necesaria, para porcentajes superiores, la realización de estudios específicos y experimentación complementaria en cada aplicación.

La siguiente tabla recoge las especificaciones que debe cumplir el árido reciclado para esta aplicación:

(*) Contenido máximo utilizando un 20% de árido reciclado, de forma que la combinación de árido reciclado y árido natural cumpla el límite de 0,25%

Tabla 9: Requisitos adicionales para el árido reciclado

Adicionalmente, la grava reciclada debe presentar como máximo un 5% de desclasificados inferiores, que se incorporan al hormigón como arena reciclada.

En general, para hormigones reciclados con un porcentaje de árido grueso reciclado no superior al 20% se pueden utilizar las fórmulas del articulado. Para porcentajes mayores de sustitución de grava natural por grava reciclada, el Anejo propone unos coeficientes de corrección para poder utilizar la formulación propuesta en la EHE para estimar el móduo de elasticidad, la fluencia y la retracción del hormigón reciclado.

Tabla 10: Coeficientes de corrección para estimar las propiedades del hormigón reciclado fabricado con árido reciclado de hormigón

Resultados en ensayos de durabilidad realizados en un programa de investigación española reciente, indican que para garantizar un comportamiento satisfactorio en ambientes de carbonatación (IIa y IIb),  los hormigones con un 100% de grava reciclada deben fabricarse con relaciones agua/cemento reducidas en 0,05 puntos respecto a las exigidas por la Instrucción EHE. Analogamente, para obtener un resultado satisfactorio en el resto de ambientes y clases de exposición recogidas por la Instrucción EHE, los hormigones reciclados (100% de grava reciclada) deben fabricarse reduciendo en 0,1 puntos su relación agua/cemento, en comparación con la exigida para los hormigones convencionales⁽²²⁾. Los áridos reciclados superan correctamente los ensayos de resistencia a la helada exigidos a los áridos naturales, por lo que las precauciones en este ambiente son las ya mencionadas de reducir en 0,1 puntos la relación agua/cemento.

Finalmente, la utilización de arenas recicladas para la fabricación de hormigones estructurales está mucho menos estudiada que la utilización de las fracciones gruesas, y los resultados que se encuentran en la literatura son muy variables. La incorporación de arena reciclada en hormigones origina una demanda de agua que debe ser compensada saturándolas previamente o mediante el uso de aditivos plastificantes, para evitar perjudicar la consistencia del hormigón. La presaturación, si bien puede llevarse a cabo en pruebas de laboratorio, resulta dificultosa y poco precisa en la práctica. En cuanto a las propiedades mecánicas del hormigón se refiere, la utilización de arena reciclada en su fabricación, incluso tratándose de una arena de buena calidad (humedad crítica inferior al 10%), ocasiona una reducción apreciable de la resistencia a compresión (hasta el 15%), aún utilizada en cantidades limitadas (20%)⁽⁸⁾. No obstante, existen estudios que indican que proporciones de arenas recicladas procedentes de hormigón de hasta el 30% no tienen influencia decisiva ni en la resistencia a compresión del hormigón estructural⁽²⁴⁾ ni en su retracción⁽²⁵⁾, aunque el módulo de elasticidad sí empieza ya a verse afectado.

Árido para hormigón no estructural

La utilización de árido reciclado procedente de hormigón en hormigón no estructural está incluida en el Anejo 18 de la EHE, permitiéndose hasta un 100% de árido grueso reciclado, siempre que cumplan las especificaciones definidas en el Anejo 15 de la EHE⁽²³⁾ (Recomendaciones para la utilización de hormigones reciclados), recogidas en la Tabla 9.

Árido fino para morteros

Una alternativa al empleo de estos áridos reciclados es su utilización como arena para la producción de morteros^(26)(27). Estos morteros con árido fino reciclado (procedente del machaqueo de escombros de hormigón) experimentan un aumento notable de la demanda de agua (incrementos en la relación agua/cemento entre 0,18 y 0,45 respecto a arenas calizas, para la misma consistencia). Como consecuencia de esta elevada demanda de agua, las arenas recicladas no son recomendables para la fabricación de morteros de buena calidad, pudiendo ocasionar bajadas de resistencia próximas al 50%. Sí se consideran, sin embargo, adecuadas para la fabricación de morteros de baja resistencia (hasta 15 MPa), en los que no ocasionan una bajada de resistencia apreciable y la consistencia obtenida es similar a la que proporcionan arenas naturales calizas⁽⁸⁾.

Por tanto, las arenas recicladas podrían ser empleadas en morteros para revoco o enlucido utilizados en muros, techos, pilares y tabiques (UNE-EN 998-1), así como en aquellos morteros para albañilería hasta una clase resistente M15 utilizados en muros, pilares y tabiques de albañilería (UNE-EN 998-2)⁽⁸⁾.

Considerando que los finos procedentes del hormigón machacado contienen una cierta cantidad de hidróxido de calcio, al mezclarlos con agua y materiales puzolánicos como cenizas volantes, humo de sílice o escorias de alto horno a temperatura ambiente adquieren propiedades hidráulicas y forman unos productos con cierta resistencia a compresión.

Cementos fabricados con finos procedentes de hormigón triturado

Para este fin se utiliza una mezcla de finos menores de 5 mm procedentes de  hormigón machacado (que se pulveriza para obtener la finura del cemento), escorias de horno alto pulverizadas o lodos con desechos de cemento procedente de las plantas de fabricación de hormigón, 2-3% de yeso y un acelerador inorgánico de fraguado⁽⁴⁾⁽⁶⁾. Comparando hormigones que tienen la misma consistencia y resistencia a compresión, hechos con cemento reciclado y con cemento Portland con escorias, se obtiene que presentan características similares en cuanto al desarrollo de la resistencia en el tiempo, retracción de secado y la resistencia a las heladas, mientras que el calor de hidratación es menor y la profundidad de carbonatación mayor al utilizar cementos reciclados.

En España no se fabrican esta clase de cementos, pero por ejemplo en Japón en el año 1988 ya se producían unos 2000 m³ de hormigón hecho con cementos reciclados cada mes, para ser utilizados en elementos no estructurales, como aplicaciones para cimentaciones, muros de revestimiento o aplicaciones de hormigón en masa. El precio del hormigón fabricado con cemento reciclado resulta aproximadamente un 4% menor que el del hormigón normal.