Arido reciclado procedente de hormigón
Los áridos reciclados procedentes de hormigón presentan cierta heterogeneidad en sus propiedades, debida principalmente a las distintas características de los hormigones que llegan a la planta de reciclado, a los sistemas de trituración empleados y a la presencia de impurezas.
En general, la calidad del árido reciclado está claramente influida por la fracción considerada, presentando las fracciones finas unas peores propiedades (disminución de la densidad, aumento de la absorción, mortero, impurezas, partículas ligeras, terrones de arcilla, así como mayor contenido de cloruros y de sulfatos).
Propiedades físicas
El árido reciclado procedente del hormigón original tras el proceso de trituración, es una mezcla de árido grueso o grava (≥4 mm) y árido fino o arena (<4 mm). El porcentaje de árido grueso que se obtiene varía del 70% al 90% de la masa total del hormigón original.
La fracción gruesa posee una distribución granulométrica adecuada para casi todas las aplicaciones de material granular en construcciones, incluso en la producción de un nuevo hormigón, aunque suelen presentar un mayor porcentaje de desclasificados inferiores(7).
El coeficiente de forma del árido reciclado es similar al del árido natural, pudiendo presentar un porcentaje de lajas inferior.
La textura de los áridos reciclados suele ser rugosa y porosa, debido a la presencia del mortero de cemento que queda adherido a los áridos.
La densidad del árido reciclado es muy similar a la del hormigón original y algo menor que la densidad del árido natural empleado para la producción de dicho hormigón, entre un 5-10% menor, aunque se considera un árido de densidad normal (>2.000 kg/m3). Los valores más habituales varían entre 2,07-2,65 kg/dm3 en el caso de la densidad real y entre 2,10-2,64 kg/dm3 para la densidad saturada con superficie seca. En el caso de las arenas recicladas, el valor de su densidad es inferior a la de las gravas, por su mayor contenido de pasta de cemento adherida, estando la densidad real en la generalidad de los casos por debajo de 2,4 kg/dm3 y de 2,5 kg/ dm3 la densidad saturada(8).
Se puede establecer el control de la densidad como un índice de la uniformidad del árido reciclado.
La diferencia más marcada entre las propiedades de los áridos reciclados y los convencionales, es la absorción, que depende de la composición del hormigón original, situándose los valores más habituales entre 4-9%(9). Los resultados de absorción de las arenas recicladas españolas caracterizadas (valores de 2,2 a 6,2%) se encuentran en el rango inferior en comparación con otros estudios internacionales. No obstante, el valor de la humedad crítica (valores de 4,2 a 9,9%) se considera más representativo que el coeficiente de absorción de la verdadera demanda de agua que originan las arenas recicladas (en el proceso de secado de materiales porosos la humedad crítica se define como el estado de humedad a partir del cual ya no hay suficiente agua en la superficie del material como para mantener una película continua; es decir, cuando ya no existen condiciones de saturación en la superficie. La absorción, sin embargo, se determina cuando la superficie del material se encuentra completamente seca)(8).
Las gravas recicladas presentan un desgaste en el ensayo de Los Ángeles comprendido entre 25-45%(9), por encima del que suele encontrarse en las gravas naturales. En cambio, los ensayos de friabilidad realizados sobre arenas recicladas dan valores entre el 15 y 31%, que también suelen encontrarse en las arenas naturales(8).
La peor calidad del árido reciclado es debida a la presencia de mortero adherido al árido natural, cuyo porcentaje varía entre 25-60%. Algunos estudios(9) han demostrado que el contenido de mortero está directamente relacionado con otras propiedades como la densidad, el coeficiente de Los Ángeles y la absorción. Debido a que las fracciones más finas presentan mayor contenido de mortero, tienen por lo tanto una peor calidad.
En general, las arenas recicladas presentan bajos valores del índice equivalente de arena (valores de 29 a 88%, aunque en general por debajo del 70%). No obstante, los resultados indican que en la mayoría de los casos el equivalente de estas arenas está relacionado directamente con su alto contenido de finos (valores de 3,3 a 11,4%, habitualmente superiores al 6%) y no con su procedencia arcillosa(8).
Las arenas recicladas presentan un elevado contenido de partículas ligeras, aunque por debajo del 2% en la mayoría de los casos, y son en general de mortero poroso, no relacionadas con el tipo de partícula al que van destinadas las especificaciones exigidas en arenas naturales (madera, lignito, etc)(8).
Propiedades químicas
La caracterización química de los áridos reciclados de hormigón es similar a la del residuo del que proceden. Una parte de los componentes de hidratación del cemento quedan adheridos a las partículas, y se acumulan especialmente en el caso de las más finas.
Entre los principales posibles contaminantes en los áridos reciclados se pueden considerar: las arcillas y suelos en general; el betún, los polímeros y los filleres expansivos procedentes de los sellados de juntas, el yeso, los ladrillos, materiales orgánicos, metales, vidrio, áridos ligeros, partículas de hormigón dañadas en un incendio, diversas sustancias reactivas y hormigón de cemento aluminoso.
La presencia de estos contaminantes en los áridos reciclados debe evaluarse y limitarse para controlar los efectos sobre el nuevo hormigón o producto a que vayan a ser destinados.
El contenido de cloruros puede ser elevado cuando el árido reciclado procede de hormigones procedentes de obras marítimas, puentes en los que se utilicen sales fundentes, etc., pero en el resto de los casos presenta unos niveles aceptables.
Si el árido reciclado procede de escombros de hormigón, lo habitual es que se obtengan resultados favorables al determinar el contenido de sulfatos, cumpliendo, en general, las especificaciones que establece la Instrucción EHE. En el caso de las arenas recicladas procedentes de hormigón, se obtienen elevados contenidos de sulfatos solubles en ácido en la mayoría de los casos, relacionados con la pasta de cemento adherida a las partículas(8). Sin embargo, los sulfatos presentes en la pasta de cemento del hormigón original, y consecuentemente en el árido reciclado obtenido, no van a producir problemas expansivos en el hormigón nuevo. En ocasiones particulares, si el árido reciclado se obtiene de residuos procedentes de edificación, el valor del contenido de sulfatos puede ser muy elevado y en este caso perjudicial ya que en general está asociado a la presencia de contaminantes como el yeso.
El contenido total de álcalis en el árido reciclado es en general más elevado al del árido natural, debido a los aportados por la pasta de cemento adherida al árido natural.
La gran heterogeneidad de los áridos reciclados y la incorporación de algunas impurezas, puede producir contaminación por lixiviados, especialmente cuando el árido reciclado se utiliza en aplicaciones diferentes al hormigón, como rellenos o carreteras, y cuando proceden de residuos de edificación, donde la concentración de impurezas es mayor. Sin embargo, los ensayos consultados de lixiviación sobre el árido reciclado, así como sobre el hormigón reciclado fabricado con él, han resultado en todos los casos favorables, satisfaciendo las diferentes normativas(10)(11)(12).
Existen diversas normas de ensayo para determinar la concentración de metales pesados y sustancias orgánicas en los lixiviados de los materiales de construcción:
- La norma alemana DIN 4226-100:2002 “Áridos para hormigón y mortero. Áridos reciclados”,
- La norma holandesa NEN 7373/04 “Leaching - Determination of the leaching of inorganic components from powders and granular materials with a column test - Solid ground and stone materials”, que recoge el ensayo de lixiviación en columna, de aplicación en materials granulares.
- La norma holandesa NEN7375/04 “Leaching - Determination of the leaching of inorganic components from monolithic materials and designed with a diffusion test - Solid ground and stone materials”, que recoge el ensayo de lixiviación en tanque (lixiviación por difusión), de aplicación en materiales monolíticos como el hormigón.
- UNE-EN 12457-2:2003: Caracterización de residuos. Lixiviación. Ensayo de conformidad para la lixiviación de residuos granulares y lodos. Parte 2: Ensayo por lotes de una etapa con una relación líquido-sólido de 10 l/kg para materiales con un tamaño de partícula inferior a 4 mm (con o sin reducción de tamaño).
Si bien en casos particulares, si no se aplican los controles adecuados, la utilización de los áridos reciclados en aplicaciones como materiales granulados puede ocasionar problemas de lixiviación, las referencias consultadas de estudios de lixiviación sobre hormigón reciclado, han resultado en todos los casos favorables, satisfaciendo las diferentes normativas(10)(11)(12).
Aunque algunos estudios han detectado problemas de resistencia a la helada en los áridos reciclados, estudios españoles(9) han demostrado que en el método de ensayo de la norma UNE-EN 1367-2, ensayo de sulfato de magnesio, debe realizarse una preparación previa de la muestra. Con esta modificación, el árido reciclado puede cumplir la especificación establecida en la EHE. Este ensayo mide el comportamiento de un árido sometido a la acción cíclica de inmersión en una disolución saturada de sulfato de magnesio, seguida de un secado en estufa. Con este procedimiento, las muestras de árido se ven sometidas a esfuerzos repetidos producidos por las cristalizaciones y rehidrataciones del sulfato de magnesio en los huecos del árido.