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REUTILIZACIÓN DE ÁRIDO MIXTO RECICLADO PROCEDENTE DE LOS
RESIDUOS DE LA CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN EN LA FABRICACIÓN DE
HORMIGONES
1Medina, C.; 3Zhu, W.; 2F ías, M.; 3Howind, T.; 2Asensio, E.; 2Sánchez de Rojas, M.I.
1y2Ins i u o de Ciencias de la Cons ucción Edua do To oja (CSIC), Mad id, España
3Uni e si y o he Wes o Sco land, Paisley, Uni ed Kingdom
e-mail: 1cemedma @yahoo.es
RESUMEN
Es e a ículo ecoge el es udio de la iabilidad de la u ilización de á ido g ueso mix o
eciclado p oceden e de los esiduos de la cons ucción y demolición como sus i u o pa cial
del á ido g ueso na u al, en la ab icación de ho migones con una esis encia ca ac e ís ica
de 30 MPa. El á ido mix o eciclado u ilizado iene una calidad media – baja, debido a que el
con enido de as al o y pa ículas lo an es es ele ado. La p opiedades ísicas (densidad y
abajabilidad) y mecánicas ( esis encia a comp esión y acción) ue on es udiadas en los
ho migones eciclados con un po cen aje de sus i ución del 50% en peso de á ido na u al,
con y sin pa ículas lo an es. Los esul ados ob enidos, mues an que la inco po ación de
es e á ido eciclado no iene un e ec o nega i o en la abajabilidad de los ho migones en
es ado esco. Respec o a la densidad y las p opiedades mecánicas, se obse a como
disminuyen es as p opiedades a medida que aumen a el con enido de á ido mix o eciclado
y de pa ículas lo an es. Finalmen e, a la luz de es os esul ados se puede señala que
es os á idos mix os eciclados pueden emplea se en la ab icación de ho migones
des inados a la edi icación u o as aplicaciones.
Keywo ds: á ido mix o eciclado, pa ículas lo an es, p opiedades mecánicas, ho migones
pa a la edi icación u o as aplicaciones.
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1.- In oducción.
Ac ualmen e, exis e una c ecien e p esión social sob e los ab ican es y
consumido es con el obje i o p incipal de omen a el desa ollo de una cons ucción
sos enible que pe mi a educi el consumo de ecu sos na u ales e inc emen a la
eu ilización de los esiduos p oceden e de la cons ucción y demolición (RCD) en la
ab icación de ho migones.
En el Reino Unido [1] se gene an anualmen e 110 millones de oneladas de esiduos
de la cons ucción y demolición (RCD) que ep esen an un 60 % del o al de esiduos
gene ados. Las ca ac e ís icas y la iabilidad de eu ilización de es os esiduos
depende á undamen almen e del p oceso de ges ión lle ados a cabo en las plan as
de eciclado, así como de las ca ac e ís icas del esiduos o iginal, que puede
p esen a en su composición pa ículas indeseables ales como: ma e iales
ce ámicos, as al o y o os ma e iales (made a, plás ico, id io, e c.)
La ges ión de los esiduos de la cons ucción y demolición (RCD) es á en ocada a
educi el olumen de esiduos que son deposi ados en e ede os y a ob ene unos
p oduc os inales (ej. Á idos eciclados, e c.) que puedan se eu ilizados y
come cializados como ma e ia p ima en la ab icación de ma e iales de la
cons ucción. La no ma inglesa de ho migones BS 8500-2 [3] de ine dos clases de
á idos eciclados: á ido eciclado de ho migón (RCA), que con iene p incipalmen e
ho migón i u ado ( 95 %), y á ido eciclado (RA) que es á cons i uido po ma e ial
de na u aleza pé ea (ho migón, ma e ial ce ámico o as al o), así como ma e iales
o gánicos (made a, plás ico y ca ones) e ino gánicos (me ales y yeso).
Respec o al olumen gene ado de cada uno de es os ma e iales inales, indica que
en Eu opa [4]: el olumen p oducido de RCA es muy in e io al de RA, habiéndose
es imado en España que el 67% del olumen o al de á ido eciclado ob enido
co esponde al á ido eciclado mix o (RA) [5].
En la ac ualidad, el es udio de la iabilidad y el e ec o de u iliza á idos mix os
eciclados (RA) p oceden es de los esiduos de la cons ucción y demolición [5-9] en
la ab icación de ho migones ha sido obje o de un meno núme o de in es igaciones
que los á ido eciclados p oceden es del ho migón, debido a la complejidad que
supone abaja con un ma e ial an he e ogéneo que con iene habi ualmen e un
pequeño po cen aje de impu ezas (made a, plás ico, yeso, e c.) las cuales a ec an
nega i amen e al compo amien o de los mismos. Los esul ados ob enidos en es as
in es igaciones mues an la exis encia de un descenso de la densidad y un
empeo amien o de las p opiedades ísicas ( abajabilidad) y mecánicas de los
ho migones eciclados. La disminución de la esis encia a comp esión es p og esi a
a medida que aumen a el po cen aje de sus i ución, alcanzando pé didas del 30% en
los ho migones elabo ados con un 100% de RA.
La posibilidad de encon a una al e na i a a la u ilización de es os RA como ma e ial
de ejecución de las bases y sub – bases de ca e e as supone una g an impo ancia
desde un pun o de is a medioambien al ( educción de la ex acción de ecu sos
na u ales, de las emisiones de CO2, del olumen deposi ado en e ede os, e c.) y
económico (meno cos e de anspo e y de consumo de ene gía), ya que el olumen
gene ado de los mismo es ele ado, al y como se indicó an e io men e [10, 11].
El á ido eciclado mix o (RA) u ilizado en la p esen e in es igación p ocede de una
plan a de ges ión de esiduos de la cons ucción y demolición de Glasgow (Escocia).
El p esen e abajo de in es igación es udia la iabilidad de inco po a el RA como
sus i u o pa cial (50% en peso) del á ido g ueso na u al en la ab icación de
ho migones des inados a la edi icación u o as aplicaciones y una esis encia
ca ac e ís icas de 30 MPa. Los e ec os que iene la inco po ación del á ido mix o
eciclado (con o sin pa ículas lo an e), se analiza es udiando las p opiedades
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ísicas (densidad, abajabilidad y capacidad de abso ción de agua) y mecánicas
( esis encia a comp esión y acción) de es os nue os ho migones.
2.- Ma e iales y pa e expe imen al
2.1.- Ma e iales
* El á ido na u al es un á ido machacado de na u aleza silícea que se di ide en dos
acciones: la acción g uesa (g a a) de mo ología i egula , a is as ma cadas y un
amaño máximo de 20 mm y la acción ina (a ena) de amaño in e io a 4 mm. Su
composición química se ca ac e iza po es a cons i uidos mayo i a iamen e po
sílice y alúmina (> 67 % en peso), seguido po o a se ie de óxidos (Fe2O3, Na2O,
CaO) que se encuen an en una meno p opo ción, así como o os elemen os
mino i a ios. Respec o a su mine alogía, des aca la p esencia de cua zo, jun o con
o o g upo de mine ales pe enecien es al g upo de los eldespa os y ilosilica os.
* El á ido mix o eciclado (RA) p ocede de una plan a de ges ión y a amien o de
RCD de Glasgow (Sco land). Es e RA iene un amaño máximo de pa ícula de 20
mm en el que isualmen e puede obse ase dos aspec os ( éase igu a 1): una g an
he e ogeneidad en su composición y una mo ología a iable que a ía en unción
del ipo de ma e ial del que se a e. Una ez seleccionado el p oduc o, se p ocedió a
ealiza su ca ac e ización composicional, ísica, química y mecánica
Figu a 1. Aspec o y composición de los RA
* El cemen o u ilizado es un cemen o Po land 52.5 R que cumple con los equisi os
ísicos, químicos y mecánicos es ablecidos en las no ma BS EN 197-1 [12].
2.2.- Ca ac e ización de los á idos eciclados mix os
La ca ac e ización del RA ha consis ido en un p ime luga en la clasi icación de los
componen es (ho migón, ce ámico, as al o, e c.) que o man pa e de es e á ido,
según la no ma BS EN 933-11 [13]. Pos e io men e, se de e minó su composición
química y mine alógica así como las p opiedades ísicas (dis ibución
g anulomé ica, densidad y abso ción [14]) del mismo.
2.3.- Diseño de las mezclas de ho migón
Pa a el p esen e abajo de in es igación se elabo a on los siguien es ipos de
ho migones: un ho migón de e e encia (RC), dos ho migones eciclados con 50 %
de á ido mix o eciclado con pa ículas lo an es (RCF-50) y sin pa ículas lo an es
(RC-50).
El mé odo de dosi icación empleado en el cálculo de las mezclas ha sido el Mix
B i ish Me hod [15], en el cual se es ablecen como da os de pa ida la esis encia
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mecánica (30 MPa), la clase esis en e del cemen o (52.5 R), la elación a/c (0.65) y
el amaño máximo de á ido (20 mm).
La can idad de agua añadida ue ajus ada pa a cada mezcla, eniendo en cuen a la
can idad de agua abso bida po el á ido eciclado. La elación agua o al/ cemen o
[16] es iden i icada como elación agua apa en e/cemen o [(a/c) apa en e], mien as que
la elación agua eal / cemen o de las mezclas diseñadas ue nomb ada como
elación de agua e ec i a / cemen o [(a/c) e ec i a].
Las mezclas ob enidas cumplen con los equisi os del con enido mínimo de cemen o
y la máxima elación a/c es ablecidos en la abla A.14 de la no ma BS 8500-1 [17]
pa a ho migones des inados a la edi icación u o as aplicaciones.
La dosi icación de los ho migones se mues a en la abla 1.
Ho migón
Ma e ial (kg/m3)
A ena
G a a
RA*
RAWF**
Cemen o
Agua
(a/c)e ec i a
(a/c)apa en e
RC
953,72
1033,20
-
-
323,08
210,00
0,65
0,65
RCF-50
941,72
510,10
514,84
-
323,08
229,36
0,65
0,71
RC-50
941,72
510,10
-
511,46
323,08
228,57
0,65
0,71
* Á ido eciclado con pa ículas lo an es
** Á ido eciclado sin pa ículas lo an es
Tabla 1.Dosi icación de los ho migones
2.4.- Ca ac e ización ísica y mecánicas de los ho migones en es ado esco y
endu ecido.
En los ho migones en es ado esco se han es udiado la consis encia median e el
cono de Ab ams, de acue do a la no ma BS EN 12350-2 [18] . Respec o a la o a
p opiedad ísica (densidad) ue e aluada de acue do a la no ma BS EN 12390-7
[19]. Finalmen e, la esis encia a comp esión y acción, ue de e minada de acue do
con la me odologías desc i as en la espec i as no mas igen es [20, 21].
Pa a e alua es as p opiedades se han elabo ado 63 p obe as cúbicas (9
p obe as/ ipo de ho migón) 100 x 100 x 100 mm3 de las cuales 27 p obe as se han
u ilizado pa a de e mina la esis encia a comp esión. Además se han ab icado 21
p obe as cilínd icas (3 p obe as/ ipo de ho migón) de 10 x 20 cm pa a e alua la
esis encia a acción.
2.5.- Ca ac e ización química, mine alógica y mic oes uc u al.
La composición química ue analizada median e un espec óme o de luo escencia
de ayos X po dispe sión de longi udes de onda modelo S8 TIGER, de B uke . Pa a
el análisis se empleó s anda dless QUANT EXPRESS, del paque e de p og amas
SEPECTRAPlus.
El análisis mine alógico ealizado con el obje i o de iden i ica las ases mine ales
que se encuen an p esen es en los á idos (na u ales y eciclado) se ealizó
median e la écnica de Di acción de Rayos X (DRX). La medida di ac omé ica se
e ec uó con un di ac óme o BRUKER The a – The a modelo D8 Ad ance sin
monoc omado y ánodo de Cu de 2,2 kW.
3.- Resul ados y discusión
3.1.- Ca ac e ización del á ido mix o eciclado
3.1.1.- Ca ac e ización composicional
El análisis composicional del á ido eciclado mix o ue lle ado a cabo según la no ma
BS EN 933-11.
La igu a 2 mues a la composición del á ido mix o eciclado (RA), obse ándose que
es e á ido con iene un 45.64 % de esiduos de ho migón (Rc), un 28 % de á ido
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na u al (Ru), un 19 % de as al o, un 5% de ma e ial ce ámico (bloques, ejas,
sani a ios, e c.); seguidos de o os ma e iales mino i a ios de o igen no pé eo
(made a, id io, me ales, e c.). Finalmen e, el con enido de pa ículas lo an es ue
de 5 cm3/kg.
Figu a 2. Composición del á ido eciclado
El po cen aje de ma e ial ce ámico es á den o de los equisi os es ablecidos en la
no ma BS 8500-2 [3] y BS EN 12620 [22] pa a los RA u ilizados en la ab icación de
los ho migones eciclados. Respec o al con enido de as al o (Ra) y o os ma e iales
(X+Rg) se obse a que los alo es ob enidos es án po encima de los lími es, 10% y
1% espec i amen e, ijados en la no ma i a.
3.1.2.- P opiedades ísicas del á ido mix o eciclado
Las p opiedades ísicas del á ido eciclado se ecogen en la abla 2. El amaño
máximo de pa ícula del á ido g ueso (na u al o eciclado) ue de 20 mm.
P opiedad ísica
Tipo de á ido
G a a
RA
RAWF
Tamaño máximo de á ido (mm)
20
20
20
Densidad (Mg/m3)
2,66
2,54
2,56
Abso ción de agua (% w .) a las 24 h
2,66
4,49
4,36
Tabla 2.P opiedades ísicas de los á idos g uesos
En es a abla puede obse a se que el á ido eciclado iene una meno densidad que
la g a a, siendo es e descenso pa a el RA y RAWF de un 4,67 % y 3,87 % espec o al
á ido g ueso na u al, espec i amen e. Es e descenso egis ado se debe a la meno
densidad del: mo e o que se encuen a adhe ido a los á idos y a la meno densidad
del ma e ial ce ámico, al y como obse a on p e iamen e o os au o es [23].
Respec o a la abso ción de agua se obse a que el RA y RAWF abso ben 1,68 y 1,63
eces más agua que el á ido na u al debido a la mayo capacidad de abso ción de
mo e o adhe ido y del ma e ial ce ámico [24-26]. Además, el hecho de que el RA
enga 3% más de abso ción de agua que RAWF es debido a que las pa ículas
lo an es, p incipalmen e made a, ienen un coe icien e de abso ción al o. Además
es os alo es se encuen an po debajo del 5%, lími e es ablecido en la no ma
española de ho migones es uc u ales [27].
Ra: As al o
Rb: Ce ámica
Ru: Á ido na u al
Rc: Ho migón
X: O os ma e iales
Rg: Vid io

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3.1.3.- Composición química y mine alógica
La abla 3, mues a la composición química del RA, en la que puede obse a se que
es á o mado químicamen e po óxido de sílice (54.37 %), óxido de aluminio (12.90
%), óxido de hie o (8.28 %) y óxido de calcio (7.94 %), seguidos po o os óxidos en
una meno p opo ción (< 5%). Además, ambién se iden i ican o os elemen os
mino i a ios exp esados en ppm (S , Cl, Z , C , e c.). Es impo an e esal a que el
con enido de óxido de hie o es supe io al obse ado en o os á idos eciclados [28],
debido a que el á ido g ueso na u al p esen a ele ados con enidos de es e óxido.
Óxido / Elemen o (w %)
G a a
RCD
SiO2
51,26
54,37
Al2O3
16,36
12,90
Na2O
6,47
2,78
K2O
2,96
1,68
Fe2O3
8,25
8,28
CaO
4,57
7,94
MgO
2,39
4,07
TiO2
1,30
1,44
SO3
0,00
0,24
P2O5
0,44
0,28
MnO
0,19
0,15
BaO
0,09
0,09
S *
489,84
345,85
Z *
301,76
166,96
Ce*
639,24
-
Cl*
441,75
563,82
Rb*
191,41
179,57
Zn*
172,61
130,52
Cu*
0,00
0,00
Ni*
55,23
142,68
C *
130,51
201,06
LOI
5,39
5,52
* En ppm
Tabla 3.Composición química de los á idos g uesos
Respec o a su composición mine alógica, se ca ac e iza po p esen a
mayo i a iamen e cua zo, acompañado po eldespa os (albi a, o oclasa y sanidina),
mulli a, hema i es magne i a y calci a.
3.2.- P opiedades del ho migón en es ado esco
3.2.1.- Consis encia
La abajabilidad de los ho migones se man iene cons an e (32 mm) a medida que
aumen a el con enido de á ido eciclado, ya que en el cálculo de la dosi icación se
ha enido en cuen a la humedad inicial de los mismos y su abso ción, e i ando de
es e modo que la mayo abso ción de agua de los á idos eciclados in luya
nega i amen e sob e es á p opiedad ísica an impo an e.
3.3.- P opiedades del ho migón endu ecido
3.3.1.- Densidad
La abla 4 mues a los alo es ob enidos de densidad de los di e en es ho migones a
los 28 días. En es a, se puede obse a que la densidad de los ho migones
eciclados es meno que la del ho migón de e e encia (RC), disminuyendo a medida
que aumen a el con enido de á ido eciclado, independien emen e de que el á ido
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con enga pa ículas lo an es o no. Es e descenso, es p o ocado po la meno
densidad que ienen los á idos eciclados.
Ho migón
Po cen aje de sus i ución de á ido
eciclado mix o (%)
Densidad
(kg/m3)
RC
RA 0%
2.37
RCF-50
RA 50%
2,32
RC-50
RAWF 50%
2,32
Tabla 4.Densidad de los ho migones a los 28 días
3.3.2.- Resis encia mecánica
La igu a 3 mues a los alo es ob enidos de esis encia a acción y comp esión de
los ho migones a los 28 días.
Figu a 3.Resis encia a acción y comp esión de los ho migones a los 28 días
Respec o a la esis encia a comp esión odos los ho migones elabo ados ienen una
esis encia supe io a 30 MPa. Se obse a además que los ho migones eciclados
con o sin pa ículas lo an e expe imen an un descenso de esis encia del 18% y
17% espec o al ho migón con encional (RC), espec i amen e.
En el caso de la Resis encia a acción indi ec a se obse a como a ia en una
mayo o meno cuan ía en unción de sí el á ido mix o eciclado con enga o no
pa ículas lo an es, obse ándose un descenso del 16% y 3% espec o al ho migón
de e e encia, espec i amen e.
Es os esul ados ob enidos [29] se deben al e ec o nega i o que ienen las pa ículas
lo an es sob e las p opiedades mecánicas, debido p incipalmen e a la mala
adhe encia en e es as pa ículas (made a y plás icos) y la pas a de cemen o, dando
de es e modo una zona de ansición (ITZ) débil, al y como puede obse a se en la
igu a 4
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Figu a 4. ITZ (x250): a) G a a/pas a; b) Made a/pas a y c) Plás ico/pas a
4.- Conclusiones.
Las conclusiones ob enidas a pa i de los esul ados ob enidos son las siguien es:
1. El á ido mix o eciclado u ilizado en es a in es igación es á compues o
p incipalmen e po esiduos de ho migón (46%), á ido suel o (28%), as al o (19%)
y ma e ial ce ámico (5%). El con enido de as al o y o os ma e iales (X + Rg +
Pa ículas lo an es) supe an los lími es es ablecidos en la no ma BS EN 8500-2.
2. La consis encia de los ho migones eciclados no se e a ec ada po la
inco po ación del á ido mix o eciclado (RA and RAWF).
3. La densidad y el compo amien o mecánico de los ho migones son lige amen e
in e io es que la del ho migón con encional, pa icula men e cuando el á ido mix o
eciclado iene pa ículas lo an es.
4. Los á idos mix os eciclados pod ían se u ilizados en un po cen aje de sus i ución
meno o igual a 50% en peso del á ido g ueso na u al en la ab icación de
ho migones des inados pa a la edi icación u o as aplicaciones.
Ag adecimien os
This esea ch has been made possible h ough unding om he Spanish Minis y o
Science and Inno a ion’s na ional p ojec e . BIA2010-21194-C03-01. The main pa
o he expe imen al s udy was ca ied ou in he UK collabo a i ely wi h he Uni e si y
o he Wes o Sco land, du ing he esea ch isi by he i s au ho .
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