Residuos de construcción y demolición

Árido para hormigón

Una de las aplicaciones del árido reciclado cerámico o mixto es la fabricación de hormigones y morteros.

Dada la reducida densidad del árido mayoritariamente cerámico, estaría en la condición de árido ligero, por lo que puede ser de aplicación para la obtención de hormigones ligeros sin finos. En cambio, el árido mixto puede utilizarse para la fabricación de un hormigón  no ligero de aplicación en la construcción de estructuras de hormigón en masa y hormigón armado, tales como: muros de sótano, pilas de hormigón, chimeneas, todo tipo de productos de hormigón armado prefabricado, elementos para tejados, bloques de hormigón o tejas de hormigón para tejados. La resistencia de este tipo de hormigón reciclado disminuye considerablemente en relación con la del hormigón normal.

Las principales características de este tipo de hormigones son las siguientes:

Dosificación del hormigón con áridos reciclados: el contenido de cemento cuando se utilizan áridos gruesos reciclados puede ser hasta un 20% superior al de un hormigón convencional, aumentando con el contenido de partículas cerámicas y la resistencia del hormigón que se quiere fabricar⁽⁶⁾ . Si se usa la fracción 0/4 mm de los escombros de albañilería triturada, se necesita una mayor cantidad de cemento para alcanzar la equivalente resistencia del hormigón. Para hormigones ligeros sin finos con ladrillos triturados, el contenido de cemento puede variar entre 130 y 170 kg/m³, aunque se recomienda aumentar estos valores hasta  200-230 kg/m³.

El hormigón reciclado presenta una peor trabajabilidad, debido a la mayor absorción del árido reciclado. Por esta razón, es recomendable presaturar los áridos reciclados, evitando el empleo de aditivos para su fabricación. La presaturación del los áridos provoca además que el agua en superficie del árido retenga una gran cantidad de partículas de cemento proporcionando una mejor adherencia entre la pasta de cemento y el árido.

La densidad del hormigón no sólo depende del contenido de cemento, sino también de la densidad y la granulometría de los escombros, así como del contenido de árido reciclado utilizado. La utilización de hasta un 50% de árido reciclado mixto o cerámico en el hormigón produce un descenso limitado de la densidad con un valor medio del 7%. El descenso es más pronunciado en hormigones con sustituciones de árido reciclado superiores al 50%, situándose en un valor medio del 14%. En términos generales⁽¹⁴⁾, la densidad del hormigón fabricado con árido reciclado mixto suele estar comprendida entre 1700 y 2300 kg/m^3,, si el árido reciclado es cerámico⁽⁶⁾ varía entre 1600 y 2100 kg/m³, mientras que la densidad de los hormigones ligeros sin finos está comprendida entre 1400 y 1700 kg/m³.

La resistencia a compresión del hormigón reciclado con áridos mixtos suele variar entre 10 y 40 N/mm². Para un porcentaje de sustitución de árido reciclado del 50%, se suele obtener en término medio, un descenso del 10% de la resistencia a compresión, valor que adopta un 15% para sustituciones de árido reciclado del 100%. La resistencia a compresión del hormigón fabricado la fracción fina de árido reciclado evidencia mayores pérdidas, situándose el valor medio del descenso en un 22% y un 43% para hormigones reciclados incorporando un 50% y un 100% de árido reciclado respectivamente.  Asimismo, el descenso de la resistencia a compresión del hormigón reciclado respecto al hormigón de control, para una misma relación agua/cemento, es más acentuado a bajas relaciones agua/cemento y por lo tanto mayor categoría resistente, no sufriendo importantes pérdidas por debajo de los  20 N/mm².

Para los áridos reciclados cerámicos, la resistencia a compresión de este tipo de hormigones es reducida; las máximas resistencias alcanzadas están en 30 N/mm² con 350 kg/cm³ de cemento y ladrillos de densidad cercana a 2 t/m³. Los valores más normales están en el rango 10-20 N/mm^{2  (6)}.

La resistencia a tracción y flexión del hormigón con áridos reciclados mixtos son unas de las propiedades del hormigón reciclado que presentan menores variaciones respecto a un hormigón convencional^{(6)(14)(37)(38)(39)}. En cuanto a los hormigones fabricados con áridos procedentes de ladrillos triturados no sufre grandes variaciones, pudiendo alcanzar en ocasiones valores superiores, hasta un 10%, a los del hormigón normal ^{(6)(14)(37)(38)(39)}.

El módulo de elasticidad del hormigón reciclado con árido mixto, presenta una reducción respecto a un hormigón convencional comprendida entre 10% y 60%, con un valor medio próximo al 25% cuando se utiliza un 100% de árido reciclado. Para sustituciones inferiores (del 50%), el valor medio se sitúa próximo al 10%. Para hormigones con árido reciclado cerámico, el módulo de elasticidad está comprendido entre la mitad y dos tercios del de un hormigón normal de la misma resistencia. Como orden de magnitud^(38)(39), diferentes ensayos han obtenido en hormigones de resistencia a compresión igual a   32 N/mm² un módulo alrededor de 15.000 N/mm².

La fluencia es mayor para todo tipo de hormigones con árido reciclado mixto o cerámico.

La retracción de secado final  del hormigón con árido reciclado mixto es aproximadamente un 40% mayor que la de un hormigón ordinario (en particular  entre  20 y 60% para hormigones con ladrillos triturados, cerca de un 49% para ladrillos silico-calcáreos triturados)⁽⁶⁾.

Permeabilidad. Los ensayos de penetración de agua dan profundidades hasta un 50% superiores a las obtenidas en los hormigones convencionales.

Absorción. Debido a la alta porosidad del árido reciclado, el hormigón reciclado tiene una elevada capacidad para absorber agua. La bibliografía consultada es muy escasa respecto a estos aspectos pero se ha contemplado en estudios puntuales una absorción de agua entre dos y tres veces superior, del hormigón reciclado respecto al hormigón convencional.

La resistencia a las heladas del hormigón con ladrillos triturados se considera inadecuada. Se produce una intensa descamación sobre los áridos cercanos a la superficie del hormigón.

La velocidad de carbonatación del hormigón con árido reciclado procedente de ladrillos o ladrillos silico-calcáreo, es mayor que en hormigones normales, debido a la porosidad del árido. Este efecto puede compensarse incrementando el contenido de cemento en el hormigón.

En cuanto a la resistencia a los sulfatos, los hormigones fabricados con 100% de árido reciclado se comportan ligeramente peor que el hormigón convencional; no obstante, su comportamiento no es tan diferenciado como para concluir que el árido reciclado no resista la acción de sulfatos.

El hormigón con árido reciclado cerámico presenta una buena resistencia al fuego si se conserva convenientemente seco.

En función de las propiedades tanto del árido reciclado mixto como del hormigón reciclado y las aplicaciones en hormigones no estructurales (para prefabricados y hormigones in situ), estudios españoles han concluido que los áridos reciclados mixtos son adecuados para su empleo en hormigones no estructurales in situ, ya que pueden conseguirse consistencia y resistencia adecuadas para estas aplicaciones. Sin embargo, su utilización en elementos prefabricados sería difícil, debido principalmente a los requisitos de absorción que se fijan en estos elementos (6%).

Debido a la peor durabilidad que presentan estos hormigones, se recomienda limitar el uso de hormigones reciclados con áridos mixtos a hormigones en masa. En el caso de utilizar algún tipo de armadura, se debería limitar su uso a una clase de exposición I (no agresiva).

Aunque no hay actualmente normativa que permita el uso de este tipo de áridos en el hormigón, los estudios españoles consultados recomiendan, a título orientativo, los siguientes requisitos para los áridos reciclados⁽¹⁴⁾:

Tabla 17: Requisitos propuestos para el árido reciclado mixto

El control de calidad del árido reciclado podría hacerse a través de otros parámetros, que según el estudio realizado se relacionan con la absorción del árido reciclado y el contenido de compuestos de azufre. Estos parámetros se consideran únicamente orientativos, no limitativos.

Tabla 18: Límites complementarios orientativos del árido reciclado mixto

Las principales características que se le exige al árido grueso reciclado cerámico para la fabricación de hormigón se incluyen en la siguiente tabla (según las recomendaciones del TC 121 DRG de Rilem, 1994)⁽⁴⁰⁾.

⁽*⁾ RCAC: árido grueso reciclado cerámico

⁽**⁾ determinada en condiciones de árido saturado con la superficie seca.

Tabla 19: Características de los áridos reciclados cerámicos para la fabricación de hormigón

Se debe limitar también el contenido de cloruros en función del tipo de hormigón a los siguientes valores⁽⁶⁾:

Tabla 20: Contenido máximo de cloruros del árido reciclado cerámico para la fabricación de hormigón

Es importante el control de calidad para evitar reducir la calidad del hormigón fabricado, que de acuerdo con las experiencias prácticas, ha tenido su origen en la presencia de impurezas, en la utilización de un árido que originó segregación y en la falta de agua para hidratar el cemento.

En general, los áridos gruesos reciclados procedentes de residuos cerámicos, pueden ser utilizados tanto para hormigón en masa como para hormigón armado. Según las recomendaciones de la RILEM⁽⁴⁰⁾, el árido reciclado procedente de escombros de albañilería se podría utilizar en hormigones con categoría resistente de hasta C 16/20, excepto en ambientes agresivos, en los que estaría prohibida su utilización.

La categoría resistente se puede incrementar a C 30/37 dependiendo de que la densidad de los áridos reciclados, determinada en condiciones de saturación con la superficie seca, sea superior a 2000 kg/m³.

En ausencia de datos precisos relacionados con un material reciclado específico, se han propuesto una serie de factores para evaluar las propiedades del hormigón reciclado, que se reflejan en la siguiente tabla⁽⁴⁰⁾.

Tabla 21: Coeficientes de corrección para estimar las propiedades del hormigón reciclado fabricado con árido reciclado cerámico

El aumento de la fluencia al utilizar áridos reciclados se tiene en cuenta a través de la disminución del módulo de elasticidad.