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ESTUDIO COMPORTAMIENTO DEL
CONCRETO CON SUSTITUCIÓN
PARCIAL DE AGREGADO GRUESO
NATURAL POR AGREGADO GRUESO
RECICLADO, EN LA CIUDAD DE
HERMOSILLO, SONORA.
Presenta:
Carlos Jerónimo Flores Paredes
Universidad de Sonora
Noviembre 2014
División de ingeniería Posgrado en ciencias de la Ingeniería,
Ingeniería Civil líneas terminales
construcción y valuación
Hermosillo, Sonora.
Planteamiento
del problemaCrecimiento de residuos urbanos
Escombros en áreas naturales
Introducción
Este tipo de residuos
pueden ser incorporados
en la construcción para la
elaboración de elementos
como bloques, morteros,
concretos, generando
materiales y edificaciones
sustentables.
Evaluar el comportamiento
mecánico del concreto
elaborado con agregado
reciclado procedente de
demoliciones de elementos
de concreto.
Objetivos específicos
1 - Caracterización delagregado reciclado grueso ylos agregados naturales(grava y arena) procedentesde bancos de materiales.
2 - Determinación de laspropiedades del concreto enestado fresco; revenimiento,temperatura y masa unitaria.
3 - Determinación de laresistencia a compresiónsimple.
Objetivo
Antecedentes
Actualmente la ecología y medio
ambiente han adquirido una gran
importancia a nivel mundial, debido
a los efectos que tienen las
actividades industriales de los
diferentes ramos, siendo uno de
estos el sector de la construcción.
El cual incide de manera importante
en el medio ambiente, ya que esta
transforma recursos naturales y el
ambiente mismo.
HipótesisEl comportamiento mecánico
del concreto con la sustitución
parcial y total del agregado
grueso por agregado reciclado,
será similar al del concreto con
agregados naturales, ante la
igualdad de condiciones de
fabricación mediante pruebas
mecánicas de laboratorio.
Investigaciones internacionales:
España
Colombia
Ecuador
Chile
Argentina
Japón
Holanda
Estados Unidos
Alemania
Reino Unido
Proceso para obtener
el agregado reciclado y
productos finales
Fuente: Domínguez Lepe. J. A. y
Martínez L. Emilio. (2007).
Sitio de estudio
Los agregados a utilizar sonde origen natural yreciclado. Los naturalesproceden de bancos demateriales localizados enlos márgenes del ríoSonora, en específico decribas Castillo.
El agregado recicladogrueso proviene de latrituración de concreto cuyoorigen es la demolición deedificaciones.
Materiales y
métodos
Caracterización
de agregados
Caracterización de agregadosSeparación de agregados
por retenido
Homogenización de material
Pruebas y ensayes
Concreto fresco
Prueba de revenimiento Temperatura
Contenido de aire Masa unitaria
Pruebas y ensayes
Concreto endurecido
Resistencia a la compresión simple
Resultados y
análisis
UNIVERSIDAD DE SONORAESCUELA DE INGENIERIA
HERMO SILLO , SO NO RA, MEX.
LABORATORIO DE INGENIERIA EXPERIMENTAL TELEFONOS:
2592183
SECCION DE ENSAYE DE MATERIALES 2592184
ARENA PARA CONCRETO
Características del material Material limpio bien graduado libre de finos
Procedencia Banco de Materiales "Cribadora Castillo" Blvd A. Quiroga y Blvd Luis Donaldo Colosio
Para usarse en Evaluacion del Comportamiento del Concreto elavorado con agregado Reciclado
Solicitada por Responsable del Proyecto
Ensaye No. Expediente No.
Fecha de recibo Fecha de informe
Kg/m3 Densidad:
Peso volumétrico varillado: kg/m3 % Absorción:
Peso de Muestra: 10 Kg Modulo de Finura: 2.76 % W:
ANALISIS GRANULOMETRICOMalla Peso Retenido
(kg)
% Retenido % Retenido
Entero
% Retenido
Acumulado
No. 4 0.30 3 3 3
No. 8 1.20 12 12 15
No. 16 1.50 15 15 30
No. 30 2.50 25 25 55
No. 50 2.30 23 23 78
No. 100 1.70 17 17 95
No. 200 0.50 5 5 100
Charola 0.00 0 0 100
Sumas 10.00 100 100 476
OBSERVACIONES:
REALIZO: AUTORIZO:
Tecnico de Laboratorio Jefe de Laboratorio
Peso volumétrico suelto:
El porcentaje de retenido de la arena es perfecto por lo que
corresponde a una arena bien graduada.
Caracterización de agregados
AGREGADODENSIDAD
g/cm3
PVSS
kg/m3
PVSC
kg/m3
Absorción
%
Humedad
%M. F.
Cemento 3.10 --- --- --- --- ---
Grava
natural 2.61 1491 1584 1.52 0.20 ---
Arena
natural 2.56 1512 1619 2.04 0.81 2.76
Grava
reciclada2.42 1226 1302 6.23 0.84 ---
MATERIAL
CONCRETO NORMAL
Cantidades en kg para 1 M3 de
concreto
CONCRETO RECICLADO
Cantidades en kg para 1 M3 de concreto
a/c = 0.80 a/c = 0.70 a/c = 0.62 a/c = 0.80 a/c = 0.70 a/c = 0.62
Cemento 256 293 332 256 293 332
Grava 989 989 989 813 813 813
Arena 804 773 741 860 831 800
Agua 228 228 227 259 259 259
Sumas
kg/m3 2 277 2 283 2 289 2 188 2 196 2 204
Proporcionamiento de los diseños de las mezclas de concreto del experimento
Condiciones de diseño de concreto
Relación agua/cemento; 0.80, 0.70 y 0.62
Revenimiento de 10 cm ± 2.5 cm
Tamaño máximo de agregado de 19 mm o 3/4" diámetro
Concreto sin aire incluido
MATERIAL DENSIDAD ABSORCIÓN
(%)
HUMEDAD
(%)P.V.S.S. P.V.S.C M.F.
Cemento 3.10
Agua 1.00
Grava 2.61 1.52 0.20 1491.00 1584.00
Arena 2.56 2.04 0.81 1512.00 1619.00 2.76
Aditivo 0.00
Agregado
Reciclado2.42 6.23 0.84 1226.00 1302.00
Aire 1.21
Resultados de las pruebas del concreto reciclado y natural en estado fresco
PROPIEDAD UNIDAD
CONCRETO NORMAL CONCRETO RECICLADO
a/c = 0.80 a/c = 0.70 a/c = 0.62 a/c = 0.80 a/c = 0.70 a/c = 0.62
Revenimiento cm 8.5 9.0 10.5 9.0 8.7 10.8
Masa Unitaria kg/m3 2261 2251 2257 2168 2168 2168
Temperatura oC 24.0 25.4 25.0 24.6 26.6 26.2
Cont. Aire % 1.1 1.20 1.34 1.64 1.64 1.65
Resultados a compresión simple
MUESTRA
CARGA (kg) ESFUERZO (kg/cm2)
3 días 7 días 14 días 28 días 3 días 7 días 14 días 28 días
MN-0.80 13828 17896 22780 26584 79 102 129 151
MR-0.80 7756 13332 14520 16592 44 76 83 94
MN-0.70 15020 22188 22888 31128 85 126 130 177
MR-0.70 14948 17964 21564 26148 63 102 123 149
MN-0.62 18716 27116 29248 34280 106 154 166 195
MR-0.62 16748 17260 29020 30948 95 98 165 176
En los primeros 3 días de edad el reciclado alcanzo la mitad de la
resistencia con respecto al normal. A los 7 días el concreto reciclado
se mantuvo por debajo del concreto normal en 26 kg/cm2. A 28 días el
concreto reciclado mantuvo su resistencia por debajo con respecto
al concreto normal en un 37 % con respecto al normal.
y = 24.518x + 53.886
R² = 0.9979
y = 15.736x + 34.807
R² = 0.8958
0
20
40
60
80
100
120
140
160
3 días 7 días 14 días 28 días
ESFU
ER
ZO
EN
k
g/c
m2
EDAD EN DIAS
Relación agua/cemento = 0.80
N-0.80
R-0.80
Lineal (N-0.80)
Lineal (R-0.80)
Se determina que los concretos para este diseño tienen un comportamiento
muy similar para todas las edades, es decir, las pendientes de los modelos son
casi iguales, esto es, conservan un paralelismo por lo que la diferencia en
resistencia es uniforme y del orden de 20.2 kg/cm2 en promedio, lo que
corresponde a una disminución de la resistencia del concreto reciclado con
respecto al concreto normal a los 28 días del 11.4%.
y = 27.977x + 59.534
R² = 0.9227
y = 27.607x + 40.114
R² = 0.9823
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
3 días 7 días 14 días 28 días
ESFU
ER
ZO
EN
kg
/cm
2
EDAD EN DIAS
Relación agua /cemento = 0.70
N-0.70
R-0.70
Lineal (N-0.70)
Lineal (R-0.70)
Se aprecia que los concretos diseñados para una relación a/c = 0.62 se llevan poca
diferencia en sus resistencias a las diferentes edades, disminuyendo esta diferencia
conforme aumenta la edad de los concretos, lo cual se puede apreciar en las
pendientes de los modelos, la del concreto reciclado es mayor a la del concreto
normal, lo cual es indicativo que en algún punto, conforme transcurra la edad, tendrán
el mismo valor de resistencia. A los 28 días la diferencia de la resistencia entre ambos
concretos es del 9.7 %.
y = 27.741x + 85.989
R² = 0.9442
y = 30.886x + 56.273
R² = 0.8667
0
50
100
150
200
250
3 días 7 días 14 días 28 días
ESFU
ER
ZO
EN
kg
/cm
2
EDAD EN DIAS
Relación agua/cemento = 0.62
N-0.62
R-0.62
Lineal (N-0.62)
Lineal (R-0.62)
Conclusiones En lo que respecta al concreto fresco, la demanda de agua
aumento en un 13.5 % con respecto al concreto de diseñonormal, para mantener el revenimiento en el rango dediseño de 10 +- 2.5 cm.
La masa unitaria del concreto fresco reciclado resultomenor que el concreto fresco normal.
El contenido de aire también fue mayor en el concretoreciclado, debido a la porosidad del mortero adherido alagregado.
La temperatura del concreto reciclado tuvo solamente unadiferencia promedio de 1 °C con respecto al normal, peroaun así esto no afecto en su trabajabilidad ni el fraguado demanera significativa.
El concreto con el agregado reciclado obtuvo menoresresistencias que el concreto normal. Tomando en cuenta lasrelaciones de agua-cemento se observó que entre menor esesta relación el concreto reciclado adquiere resistenciasmuy cercanas al concreto fabricado con agregado normal alos 28 días.
Finalmente, observando los resultados en ambos concretos,para el caso del concreto con agregado grueso recicladoposee características de resistencia para uso en estructurasde fabricación común; como casa habitación y estructurasdonde no se requieran especificaciones estructurales de altodesempeño o especificación especial.
Además el concreto con agregado reciclado presenta laventaja de ser más ligero que el normal por lo que podemosinferir que los diseños pueden ser más económicos.
Adicionalmente, la reutilización de desecho de concreto, esuna forma de resolver el problema de la mala disposición deellos, ya que son residuos de disposición especial y no puedenser dispuestos en Rellenos Sanitarios Municipales, además dedisminuir la explotación de bancos de materiales naturalesayudando a conservar recursos naturales no renovables.
Conclusiones ( continuación)
¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN !!