Propiedades del residuo
Propiedades físicas [1] [2] [8]
Las partículas de vidrio reciclado y machacado (calcín) son, en general, angulosas, con una proporción de lajas y agujas que depende, entre otros aspectos, del proceso de machaqueo. Las partículas más pequeñas, resultantes de procesos adicionales de machaqueo, suelen tener menos angulosidad y menos proporción de agujas y lajas.
En la Tabla 3 se recogen algunas de las propiedades físicas de este material [1]:
Tabla 3.- Propiedades físicas del calcín.
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Vidrio |
Grava (para comparar) |
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|---|---|---|
| Densidad seca mínima (g/cm3) | 1.34 | 1.28 |
| Densidad seca máxima (g/cm3) | 2.05 | 1.72 |
| Densidad de las partículas (g/cm3) | 2.59 | 2.75 |
| D10 (mm) | 2.8 | 3.5 |
| D60 (mm) | 5.00 | 5.00 |
| Coeficiente de uniformidad | 1.78 | 1.42 |
La grava con la que se ha comparado el árido procedente de vidrio reciclado es una grava de origen cuarcítico de 6 mm.
En todo caso, las características físicas dependerán del equipo empleado para su procesado (machaqueo y separación).
A continuación, la Tabla 4 recoge los valores típicos encontrados para el vidrio reciclado procedente de plantas de reciclado en Estados Unidos, según la FHWA [2]:
Tabla 4.- Características del vidrio reciclado procedente de plantas en EEUU.
| Vidrio | Ensayo (ASTM) | |||
| Grueso | Fino | |||
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Forma Angulosidad Lajas (%) Proporción de lajas y agujas (%) |
Angulosa 20-30 1-2 |
Angulosa 1 1 |
ASTM D2488 |
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| Peso específico (g/cm3) | 1.96 – 2.41 | 2.49 – 2.52 |
ASTM D854 ASTM C127 |
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| Permeabilidad (cm/seg) | ~2 · 10-1 | ~6 · 10-2 | ASTM D2434 | |
Las partículas de vidrio grueso y fino se refieren a tamaños inferiores a 19 y 6,4 mm, respectivamente.
De forma general, se puede decir que el vidrio que se recupera tiene un peso específico de aproximadamente 2,5 gr/cm3. La variabilidad que se puede encontrar, tal y como se refleja en la Tabla 4, depende fundamentalmente del grado de contaminación. Cabe destacar también que el vidrio machacado presenta unos valores altos de permeabilidad, similar a los de una arena gruesa.
En cuanto a la distribución granulométrica que se puede encontrar puede variar bastante. En la Tabla 5 siguiente se muestran los valores típicos que se encuentran en plantas de reciclado en Estados Unidos, en concreto de la ciudad de Nueva York:
Tabla 5.- Distribución granulométrica del vidrio reciclado procedente de plantas en EEUU.
| Tamiz | % que pasa |
| 25.4 mm (1 in) | 100.0 |
| 12.7 mm (1/2 in) | 98.7 |
| 6.35 mm (1/4 in) | 86.0 |
| 3.18 mm (1/8 in) | 32.6 |
| 0.84 mm (Nº 20) | 6.4 |
| 0.42 mm (Nº 40) | 3.2 |
| 0.21 mm (Nº 80) | 1.5 |
| 0.075 mm (Nº 200) | 0.6 |
Propiedades químicas
Químicamente el vidrio de envases es inerte, pero inevitablemente hay una cierta contaminación. Ello es debido a que presenta una serie de impurezas, como por ejemplo restos textiles, corchos, bolsas de plástico, etiquetas u otros restos que se depositan en los contenedores conjuntamente con los envases.
En la Tabla 6, se muestra la composición de diversos vidrios [10]:
Tabla 6.- Composición química de distintos tipos de vidrio.
| Vidrio | SiO2 | B2O2 | Al2O3 | Na2O | K2O | CaO | BaO | MgO | PbO< | Fe2O3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ventana | 72,5 | 1,5 | 13 | 9,3 | 3,0 | 0,1 | ||||
| Botella | 73 | 1 | 15 | 10,0 | 0,05 | |||||
| “Pírex” | 80,6 | 12,6 | 2,2 | 4,2 | 0,1 | 0,05 | 0,05 | |||
| Fibra vidrio | 54,6 | 8,0 | 14,8 | 0,3 | 0,3 | 17,4 | 4,5 | |||
| Cristalería | 55,5 | 11,0 | 33,0 |
Propiedades mecánicas [2]
El vidrio es un material frágil frente a esfuerzos de tracción. Las partículas de tamaño grava (4,75 mm) presentan una durabilidad baja comparada con otros áridos convencionales. Su rozamiento interno y la capacidad portante del material mezclado son altas. Su compactación es poco sensible al contenido de agua. Los valores típicos que se han encontrado en Estados Unidos en este material se recogen a continuación (Tabla 7):
Tabla 7.- Propiedades mecánicas del vidrio reciclado procedente de plantas en EEUU.
| Ensayo | Resultados | Método |
|---|---|---|
| Desgaste de Los Ángeles (%) | 30 - 42 | ASTM C131 |
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Densidad seca máxima (kg/m3) Humedad óptima (%) |
1800 – 1900 5.7 – 7.5 |
ASTM D1557 |
| Ángulo de rozamiento interno (º) | 51 - 53 | ASTM D3080 |
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CBR (%) 15% vidrio 50% vidrio |
132 42-125 |
ASTM D1883 |
| Dureza (medida en la escala de Mohs) | 5.5 |
Otras propiedades (térmicas, reflexión y brillo) [2]
El vidrio presenta una baja conductividad térmica. Por ello, las mezclas que contengan áridos procedentes del reciclaje del vidrio pueden ayudar a disminuir la profundidad a la que penetra la helada.
Estudios llevados a cabo en la Escuela de Minas de Colorado (Colorado School of Mines) a principios de los años 70 indicaron que los pavimentos construidos con vidrio tardan más tiempo en enfriarse que los construidos con áridos convencionales, debido en parte a su baja conductividad térmica. Estudios más recientes empleando el ensayo de conductividad térmica (ASTM C518) indican también que es esperable que los áridos procedentes de vidrio reciclado tengan una mayor capacidad de retener el calor que los áridos naturales.
Las altas propiedades reflectantes del vidrio pueden ser una característica deseable en la construcción de carreteras si con ello se contribuye a resaltar la superficie de la carretera respecto del entorno. No obstante, una excesiva retrorreflexión tampoco es conveniente, ya que puede producir problemas de deslumbramiento y afectar negativamente a la seguridad de la conducción.
No existen estudios documentados sobre las cantidades de las distintas fracciones de vidrio empleadas en las carreteras que pueden producir deslumbramiento. En todo caso, sí que hay un destacable fenómeno de reflexión en los pavimentos que contienen más de un 15% en peso de vidrio, y especialmente en pavimentos mojados.