Resumo

Esta pesquisa foi orientada para projetar um concreto resistente de 21MPa usando agregado gra�do reciclado em substitui��o parcial de 10, 20 e 40%, percentuais que foram considerados antes da an�lise de pesquisas realizadas em outros pa�ses, para este projeto foi coletado material reciclado em um centro de coleta na cidade de Portoviejo e o novo material em uma das pedreiras localizadas na estrada Picoaz�, cuja rocha produtora � do tipo bas�ltico. Foram realizados ensaios f�sicos e mec�nicos nos agregados naturais e nos reciclados utilizando as normas t�cnicas vigentes no Equador NTE-INEN. O objetivo desta investiga��o foi; determinar a resist�ncia mec�nica do concreto de 21MPa utilizando em sua elabora��o a substitui��o parcial do agregado gra�do por material reciclado. Para atingir este objetivo, foram obtidos os materiais reciclados para posteriormente realizar os testes tanto neles quanto nos agregados naturais, ent�o a dosagem foi realizada aplicando o disposto no ACI no regulamento 211.1, os testes foram realizados em concreto fresco, em concreto endurecido em Atrav�s da resist�ncia � compress�o, como resultado deste ensaio, foi determinado que os concretos que possuem 40% de substitui��es de agregado gra�do reciclado resultaram em maior resist�ncia � compress�o do que os concretos que tiveram porcentagens de 10% e 20%.

Introducci�n

El agregado grueso es id�neo dentro del campo de las construcciones civiles, para la obtenci�n del mismo, se realiza mediante explotaci�n de minas en donde exista este material p�treo. Actualmente se han creado numerosas normativas y est�ndares internacionales, con el objetivo que la producci�n de este material sea la m�s adecuada y sobretodo permita conseguir los mejores resultados a la hora de crear tipos de hormigones con diferentes resistencias.

Considerando que la producci�n de estos materiales no se detiene, su demanda va en aumento y el impacto ambiental a causa de la agresiva explotaci�n es negativo; se buscan otras alternativas para satisfacer las necesidades constructivas en cuanto a la reutilizaci�n de este material.

El reciclaje de residuos de hormig�n, ha sido de inter�s en varios pa�ses industrializados alrededor del mundo, como Holanda, Dinamarca, Alemania, Espa�a etc., Estos han generado beneficios econ�micos y sobre todo ambientales seg�n�(Castillo M. A., 2018). Es por ello que, el principal enfoque de esta investigaci�n es dise�ar un hormig�n con sustituci�n parcial de agregado grueso reciclado, �ste material ser� adquirido de escombreras de la ciudad de Portoviejo y el material p�treo natural, ser� considerado desde una de las canteras con mayor producci�n dentro de la misma localidad.

Por otra parte, tambi�n se pretende demostrar que mediante el uso de agregado grueso reciclado en el dise�o de hormig�n se puede lograr una construcci�n resistente y durable (S�nchez Isidro, 2019), totalmente segura, para as� poder brindar un servicio de calidad a la ciudadan�a.

Este tipo de residuos al estar compuesto principalmente por material p�treo tiene una alta posibilidad de recuperaci�n y reutilizaci�n tras ser transformados en �ridos reciclados, present�ndose como una de las oportunidades para el sector de la construcci�n, generando nuevas alternativas encaminadas hacia la sostenibilidad. (Morales, 2013).

Metodolog�a

Materiales

Para el dise�o de hormigones con resistencia de 21MPa, en la presente investigaci�n se emplearon los materiales que se detallan a continuaci�n.

Cemento portland tipo GU, definido como un polvo finamente molido, constituido principalmente por piedras calizas y arcillosas que son sometidas a altas temperaturas que van de 1350 a 1450 oC para formar el Clinker (Construm�tica, 2018).

En base a la clasificaci�n de cementos como lo muestra la (NTE INEN 2380, 2011) y como lo indica el fabricante seg�n (NTE INEN 156, 2009) la densidad usada en la dosificaci�n es de 3150Kg/m3.

Los residuos de la construcci�n y demolici�n (RCD), que para la presente investigaci�n se emple� solamente agregado grueso reciclado, se lo obtuvo de una escombrera ubicada en el Km 5 v�a Portoviejo-Manta, emple�ndose material de elementos estructurales que se encontraban en este sector.

El agregado natural se lo obtuvo de una de las canteras de mayor producci�n de la ciudad de Portoviejo, ubicada en la v�a a Picoaz�, la roca de la cual procede es de tipo bas�ltico.

M�todos

A continuaci�n, se describen el m�todo experimental utilizado en el presente trabajo, el mismo que se llev� a trav�s de etapas.

Etapa 1: Selecci�n de muestras

Para la selecci�n de la muestra se emplearon los criterios establecidos en la (NTE INEN 2 556, 2010), el material reciclado seleccionado (�rido grueso), fue adquirido en una de las escombreras ubicada en el km 5 v�a Portoviejo- Manta, este material fue triturado a trav�s de instrumentos mec�nicos y posterior a ello se le realizaron los ensayos correspondientes seg�n lo establecen las normas t�cnicas del Ecuador (NTE INEN 872, 2010). �

Etapa 2: Ensayos de Laboratorio

Se efectuaron los ensayos a los agregados naturales y reciclados atendiendo a las normas t�cnicas del Ecuador, las mismas que se detallan a continuaci�n:

Granulometr�a como lo indica la norma NTE INEN 696, se determina mediante un an�lisis granulom�trico de una muestra definida que pasa por una secuencia de tamices normalizados ordenados por el tama�o de abertura de la malla de cada uno en forma decreciente. Por su tama�o los agregados en el hormig�n son; los agregados gruesos, pasantes por el tamiz � y agregado fino pasante al tamiz #4. Se detalla en las tablas 1,2,3

Figura 1: Ensayo de an�lisis granulom�trico del agregado fino NTE-INEN 872.

Del an�lisis granulom�trico, se obtuvo el m�dulo de finura, el mismo que corresponde a las arenas de trituraci�n de rocas procedentes de canteras, cumpliendo con el rango que establece NTE INEN 872 5.1.2.2., es decir entre los valore 2,3 a 3,1.

Figura 2: Ensayo de an�lisis granulom�trico del agregado grueso natural NTE-INEN 872.

Se determin� que tama�o m�ximo nominal del agregado grueso naturales es de 1.25cm, para proceder a la dosificaci�n del hormig�n.

Figura 3: Ensayo de an�lisis granulom�trico del �rido reciclado NTE-INEN 872

Se determin� que el tama�o m�ximo nominal del �rido reciclado es de 1.25 cm para proceder a la dosificaci�n del hormig�n.

Densidad: Entre el 60 y el 75 % de una mezcla de hormig�n se compone de �ridos p�treos; debido a que juegan un papel importante en el dise�o del hormig�n, es significativo conocer la densidad real de estos materiales.

Absorci�n: Se define como el aumento de la masa del �rido debido a la penetraci�n de agua en los poros de las part�culas en un momento dado, con excepci�n del agua adherida a la superficie exterior de las part�culas, expresada como porcentaje de la masa seca.

A continuaci�n, se muestra la tabla 4 con los valores de densidad y absorci�n de los �ridos naturales y reciclados.

Figura 4: Ensayo de pesos unitarios sueltos y compactados de los agregados NTE INEN 857

Etapa 3: Dise�o de mezcla

El dise�o de hormig�n implica conocer las proporciones de sus elementos que deben combinarse para producir una mezcla que satisfaga un conjunto de condiciones t�cnicas, deben seleccionarse de acuerdo con el m�todo de uso de los materiales de la manera m�s eficaz. La dosificaci�n de la mezcla depende de los materiales que se utilizar�n, como el cemento, agua, aditivos y agregados seg�n las especificaciones dadas por la norma ACI 211.1

De la dosificaci�n del hormig�n de 21MPa se obtienen las proporciones para un m³ las cuales se detallan en la tabla 5

Figura 5: Dise�o de Hormig�n 1 m³

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Etapa 4: Ensayos de resistencia a la compresi�n

Para el ensayo de resistencia a la compresi�n se efectuaron las rupturas de los cilindros a las edades �7, 14 y 28 d�as, considerando lo que indica la (NTE INEN 1 573, 2010) lo establecido en �la misma norma determina que el d�a 28 es �de mayor relevancia, debido a que en este se obtiene la m�xima resistencia a la compresi�n del hormig�n, como se muestra la tabla 6 y figuras 1,2,3,4.

Figura 6: Resultados de Resistencias a la compresi�n (MPa).

Figura 7: Ensayo de compresi�n axial en el hormig�n al 10%.

Figura 8: Ensayo de compresi�n axial en el hormig�n al 20%.

Figura 9: Ensayo de compresi�n axial en el hormig�n 40%.

Figura 10: Datos generalizados de Resistencias a la compresi�n (MPa).

Conclusiones

Desarrollada la investigaci�n se presentan las siguientes conclusiones.

�         Los agregados gruesos reciclados cumplen con los ensayos de la norma t�cnica ecuatoriana para ser empleados en la elaboraci�n de hormigones.

�         Los valores en sustituci�n al 10%, 20% y 40 % de agregados gruesos reciclados cumplen con los ensayos de resistencias a compresi�n, realizados a los cilindros que fueron considerados como testigos en este ensayo, obteni�ndose resistencias mayores a 21MPa.

�         Se determina que la mezcla con contenido del 40% de agregado reciclado se destaca de las otras, ya que en los periodos de curado evaluados (7, 14 y 28 d�as) se mantuvo continuamente en rangos superiores a los obtenidos al ensayar la muestra patr�n.�

Referencias

1.                  ASTM C-136. . (s.f.). M�todo est�ndar de ensayo para an�lisis por tamizado de agregados fino y grueso. Obtenido de https://www.uca.edu.sv/mecanica-estructural/materias/materialesCostruccion/guiasLab/ensayoAgregados/GRANULOMETRIA.pdf

2.                  Castillo, M. A. (2018). ALGUNAS CONSIDERACIONES TE�RICAS SOBRE EL APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS DE CONCRETO. REVISTA CARIBE�A DE CIENCIAS SOCIALES, 17.

3.                  Construm�tica. (11 de Septiembre de 2018). Construm�tica. Obtenido de https://www.construmatica.com/construpedia/Clinker

4.                  Morales, M. M. (2013). Dialnet. Obtenido de https://dialnet.unirioja.es/servlet/tesis?codigo=59230

5.                  NTE INEN 1 573, 2. (2010). HORIG�N DE CEMENTO HIDR�ULICO. DETERMINACI�N DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESI�N DE ESPEC�MENES CIL�NDRICOS DE HORIG�N DE CEMENTO HIDR�ULICO. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/1573.pdf

6.                  NTE INEN 152. (2010). Cemento hidraulico. Definicion de terminos, Instituto Ecuatoriano de Normalizaci�n. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/152.pdf

7.                  NTE INEN 156. (2009). Cemento hidr�ulico. Determinaci�n de la densidad. Instituto Ecuatoriano de Normalizaci�n. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/156.pdf

8.                  NTE INEN 2 556, 2. (2010). �ridos, reducci�n de muestras a tama�os de ensayo. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/872-1.pdf

9.                  NTE INEN 2380. (2011). Cemento hidr�ulico. Definicion de terminos Instituto Ecuatoriano de Normalizaci�n. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/2380.pdf

10.              NTE INEN 694. (2010). Hormig�n y �ridos para elaborar hormig�n. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/694-1.pdf

11.              NTE INEN 696. (2011). �ridos. An�lisis granulom�trico en los �ridos, fino y grueso. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/696.pdf

12.              NTE INEN 860. (2011). �RIDOS. DETERMINACI�N DEL VALOR DE LA DEGRADACI�N DEL �RIDO GRUESO DE PART�CULAS. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/860.pdf

13.              NTE INEN 862. (2011). �ridos Para Hormig�n. Determinaci�n Del Contenido Total De Humedad. Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/862.pdf

14.              NTE INEN 872. (2011). Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/872-1.pdf

15.              NTE INEN 872. (2011). Obtenido de https://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/872-1.pdf

16.              S�nchez Isidro, P. C. (2019). Los residuos de construcci�n y demolici�n (RCD) y las escorias de central t�rmica como �ridos para la elaboraci�n de hormigones y prefabricados no estructurales. Estudio en laboratorio y aplicaci�n industria. Universidad de Aliante, 80.

� 2022 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).x