Carlos Jerónimo Flores Paredes - Ingeniería Civil

Carlos Jerónimo Flores Paredes - Ingeniería Civil

Universidad de Sonora
División de ingeniería
ESTUDIO COMPORTAMIENTO DEL
CONCRETO CON SUSTITUCIÓN
PARCIAL DE AGREGADO GRUESO
NATURAL POR AGREGADO GRUESO
RECICLADO, EN LA CIUDAD DE
HERMOSILLO, SONORA.
Posgrado en ciencias de la Ingeniería,
Ingeniería Civil líneas terminales
construcción y valuación
Presenta:
Carlos Jerónimo Flores Paredes
Hermosillo, Sonora.
Noviembre 2014
Crecimiento de residuos urbanos
Planteamiento
del problema
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.
Objetivo
Evaluar el comportamiento
mecánico
del
concreto
elaborado con agregado
reciclado procedente de
demoliciones de elementos
de concreto.
Objetivos específicos
1 - Caracterización del
agregado reciclado grueso y
los
agregados
naturales
(grava y arena) procedentes
de bancos de materiales.
2 - Determinación de las
propiedades del concreto en
estado fresco; revenimiento,
temperatura y masa unitaria.
3 - Determinación de la
resistencia a compresión
simple.
El 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.
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.
Hipótesis
Antecedentes
Investigaciones internacionales:
Ecuador
España
Colombia
Argentina
Chile
Japón
Alemania
Holanda
Estados Unidos
Reino Unido
Proceso para obtener
el agregado reciclado y
productos finales
Fuente: Domínguez Lepe. J. A. y
Martínez L. Emilio. (2007).
Sitio de estudio
Materiales y
métodos
Los agregados a utilizar son
de
origen
natural
y
reciclado. Los naturales
proceden de bancos de
materiales localizados en
los
márgenes
del
río
Sonora, en específico de
cribas Castillo.
El
agregado
reciclado
grueso proviene de la
trituración de concreto cuyo
origen es la demolición de
edificaciones.
Caracterización de agregados
Separación de agregados
por retenido
Caracterización
de agregados
Homogenización de material
Prueba de revenimiento
Temperatura
Pruebas y ensayes
Concreto fresco
Contenido de aire
Masa unitaria
Pruebas y ensayes
Concreto endurecido
Resistencia a la compresión simple
Resultados y
análisis
UNIVERSIDAD DE SONORA
ESCUELA DE INGENIERIA
HERMO SILLO , SO NO RA, MEX.
LABORATORIO DE INGENIERIA EXPERIMENTAL
TELEFONOS:
2592183
SECCION DE ENSAYE DE MATERIALES
Características del material
2592184
ARENA PARA CONCRETO
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
Peso volumétrico suelto:
Peso volumétrico varillado:
Peso de Muestra:
10
Kg
Kg/m3
kg/m3
Modulo de Finura:
2.76
Densidad:
% Absorción:
% W:
ANALISIS GRANULOMETRICO
Malla
Peso Retenido % Retenido
(kg)
% 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: El porcentaje de retenido de la arena es perfecto por lo que
corresponde a una arena bien graduada.
REALIZO:
AUTORIZO:
Tecnico de Laboratorio
Jefe de Laboratorio
Caracterización de agregados
DENSIDAD
g/cm3
PVSS
kg/m3
PVSC
kg/m3
Absorción
%
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
2.42
1226
1302
6.23
0.84
---
AGREGADO
Grava
reciclada
Humedad
%
M. F.
Proporcionamiento de los diseños de las mezclas de concreto del experimento
CONCRETO NORMAL
Cantidades en kg para 1 M 3 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
2 277
2 283
2 289
2 188
2 196
2 204
MATERIAL
Sumas
kg/m3
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
ABSORCIÓN
(%)
HUMEDAD
(%)
P.V.S.S.
P.V.S.C
2.61
1.52
0.20
1491.00
1584.00
Arena
2.56
2.04
0.81
1512.00
1619.00
Aditivo
0.00
Agregado
Reciclado
2.42
6.23
0.84
1226.00
1302.00
Aire
1.21
MATERIAL
DENSIDAD
Cemento
3.10
Agua
1.00
Grava
M.F.
2.76

Resultados de las pruebas del concreto reciclado y natural en estado fresco
CONCRETO NORMAL
PROPIEDAD
CONCRETO
RECICLADO
UNIDAD
a/c = 0.80
a/c = 0.70
Revenimiento
cm
8.5
9.0
Masa Unitaria
kg/m3
2261
2251
Temperatura
oC
24.0
Cont. Aire
%
1.1
25.4
1.20
a/c = 0.62
10.5
2257
25.0
1.34
a/c = 0.80
a/c = 0.70
9.0
8.7
2168
2168
24.6
1.64
26.6
1.64
a/c = 0.62
10.8
2168
26.2
1.65
Resultados a compresión simple
CARGA (kg)
ESFUERZO (kg/cm2)
MUESTRA
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.
Relación agua/cemento = 0.80
160
y = 24.518x + 53.886
R² = 0.9979
140
ESFUERZO EN kg/cm2
120
100
N-0.80
80
y = 15.736x + 34.807
R² = 0.8958
60
R-0.80
Lineal (N-0.80)
Lineal (R-0.80)
40
20
0
3 días
7 días
14 días
EDAD EN DIAS
28 días
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%.
Relación agua /cemento = 0.70
200
y = 27.977x + 59.534
R² = 0.9227
180
ESFUERZO EN kg/cm2
160
140
y = 27.607x + 40.114
R² = 0.9823
120
100
N-0.70
R-0.70
Lineal (N-0.70)
Lineal (R-0.70)
80
60
40
20
0
3 días
7 días
14 días
EDAD EN DIAS
28 días
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 %.
Relación agua/cemento = 0.62
250
y = 27.741x + 85.989
R² = 0.9442
ESFUERZO EN kg/cm2
200
150
y = 30.886x + 56.273
R² = 0.8667
N-0.62
R-0.62
Lineal (N-0.62)
100
Lineal (R-0.62)
50
0
3 días
7 días
14 días
EDAD EN DIAS
28 días
Conclusiones





En lo que respecta al concreto fresco, la demanda de agua
aumento en un 13.5 % con respecto al concreto de diseño
normal, para mantener el revenimiento en el rango de
diseño de 10 +- 2.5 cm.
La masa unitaria del concreto fresco reciclado resulto
menor que el concreto fresco normal.
El contenido de aire también fue mayor en el concreto
reciclado, debido a la porosidad del mortero adherido al
agregado.
La temperatura del concreto reciclado tuvo solamente una
diferencia promedio de 1 °C con respecto al normal, pero
aun así esto no afecto en su trabajabilidad ni el fraguado de
manera significativa.
El concreto con el agregado reciclado obtuvo menores
resistencias que el concreto normal. Tomando en cuenta las
relaciones de agua-cemento se observó que entre menor es
esta relación el concreto reciclado adquiere resistencias
muy cercanas al concreto fabricado con agregado normal a
los 28 días.
Conclusiones ( continuación)



Finalmente, observando los resultados en ambos concretos,
para el caso del concreto con agregado grueso reciclado
posee características de resistencia para uso en estructuras
de fabricación común; como casa habitación y estructuras
donde no se requieran especificaciones estructurales de alto
desempeño o especificación especial.
Además el concreto con agregado reciclado presenta la
ventaja de ser más ligero que el normal por lo que podemos
inferir que los diseños pueden ser más económicos.
Adicionalmente, la reutilización de desecho de concreto, es
una forma de resolver el problema de la mala disposición de
ellos, ya que son residuos de disposición especial y no pueden
ser dispuestos en Rellenos Sanitarios Municipales, además de
disminuir la explotación de bancos de materiales naturales
ayudando a conservar recursos naturales no renovables.
¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN !!