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Aplicaciones de Árido reciclado,Planta de Árido reciclado

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Planta de Árido reciclado
Planta de Árido reciclado

La utilización de árido reciclado es cada vez más habitual en el campo de la construcción, en ámbitos muy variados como son la construcción de explanaciones (terraplenes y rellenos), capas de firmes de carreteras, o en la fabricación de hormigón.

Los destinos de estos materiales reciclados dependerán de la naturaleza o composición mayoritaria de los residuos. Así, mientras que para explanaciones se suelen utilizar materiales procedentes tanto de residuos cerámicos, como de asfalto, de hormigón o mezclas de estos, para otras aplicaciones más restrictivas, como la fabricación de hormigón, los materiales reciclados suelen proceder de residuos de hormigón o en algunos casos de mezcla de residuos de hormigón y cerámicos.

Cada una de estas aplicaciones obliga a fijar distintos niveles de exigencias en las propiedades del árido reciclado.

Aplicaciones de Árido reciclado procedente de hormigón

Obras de tierra y terraplenes

Los residuos de la demolición de estructuras de hormigón pueden emplearse en obras de tierra y terraplenes. Para esta valorización hay que tener en cuenta la homogeneidad del residuo así como la ausencia de armaduras, contaminantes, y la granulometría. El empleo de estos escombros “limpios” en terraplén supone desaprovechar las posibilidades de estos materiales. Si a pesar de ello se utilizan en obras de tierra, se haría como si de materiales naturales se tratara. Según la norma francesa NF P 11-300, estos materiales están adscritos a la familia F7 de subproductos industriales y en este país se empelan en terraplenes y explanada los materiales resultantes del pretratamiento y los áridos reciclados no clasificados, siempre asociado a un tratamiento muy reducido, que puede limitarse a un machaqueo primario para satisfacer las exigencias granulométricas y en su caso, la eliminación de armaduras. Algunas administraciones norteamericanas de carreteras permiten el empleo de trozos de hormigón, siempre que no se supere el tamaño máximo (150-200 mm). En el caso de que el contenido en sulfatos solubles de los residuos -determinado según la norma francesa XP P 18 581- fuera superior al 7‰, la norma específica de terraplenes (NF P 11 300) señala que no se podrán estabilizar con ligantes hidráulicos, ni utilizarlos en zonas próximas a obras o capas tratadas con cemento, o en zonas inundables, ni tampoco en coronación de terraplenes.


Para prevenir la expansividad, hay que prestar atención al azul de metileno y al contenido en sulfatos, mientras que en la puesta en obra son la absorción de agua y la naturaleza frágil de los áridos reciclados, las variables a atender especialmente. Los departamentos del transporte de los estados de Illinois, Minnesotta y Montana tienen especificaciones para la valorización de los escombros de hormigón y en particular, para los casos de empleo en obras de tierra y estabilizaciones .

Carreteras

La incorporación de los materiales reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición a la infraestructura de una carretera, puede hacerse, siempre que se cumplan las condiciones técnicas y medioambientales exigidas, como materiales para explanaciones; en terraplenes y rellenos, y como áridos reciclados para distintas capas del firme.


En España las especificaciones técnicas que se refieren a la utilización de materiales en terraplenes y rellenos se recogen en los artículos 330 y 332 del Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3). En el apartado 3.2, Características de los materiales, del art. 330, Terraplenes, se indica que “Además de los suelos naturales, se podrán utilizar en terraplenes los productos procedentes de procesos industriales o de manipulación humana, siempre que cumplan con las especificaciones de este artículo y que sus características fisico-químicas garanticen la estabilidad presente y futura del conjunto”. Para rellenos localizados, art.332, se deben utilizar solamente suelos adecuados y seleccionados según el apartado 330.3, Materiales para terrraplenes.


Las especificaciones técnicas que se refieren a la utilización de áridos reciclados en la construcción de capas de firmes de carreteras se encuentran esencialmente recogidas dentro de la normativa UNE-EN, el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3), y el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Conservación de Carreteras (PG-4).


En el PG-3 se hace mención expresa a la utilización de áridos reciclados procedentes de hormigón machacado en algunas unidades de obra para firmes de carretera como: Zahorras (art. 510) y Materiales tratados con cemento (suelocemento y gravacemento) (art.513). Además, se admite la utilización de materiales procedentes de residuos de construcción y demolición en Hormigón magro vibrado (art. 551) siempre y cuando hayan sido tratados adecuadamente para satisfacer las especificaciones técnicas establecidas. En algunos países se han utilizado estos áridos en mezclas bituminosas.

Capas granulares sin tratar (Zahorras)

Zahorra, según el art.510 del Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3), es aquel “material granular, de granulometría continua, utilizado como capa de firme”, siendo la zahorra artificial la constituida por partículas total o parcialmente trituradas y la zahorra natural la formada por partículas no trituradas. En concreto, “para las categorías de tráfico pesado T2 a T4 se podrán utilizar”, de acuerdo con el art. 510.2.1 del PG-3 (Características generales) “materiales granulares reciclados, áridos siderúrgicos, subproductos y productos inertes de desecho”. Además, para el empleo de estos materiales se exige en el PG-3 que las condiciones para su tratamiento y aplicación estén fijadas expresamente en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares (PPTP). Asismismo, en el caso de que se vayan a emplear materiales cuya naturaleza o procedencia así lo requieran, el PPTP, o en su defecto el Director de Obras, podrá fijar especificaciones adicionales. En relación con las carácterísticas de la zahorra artificial, su equivalente de arena debe ser mayor de 35, según el artículo 510.2.3 del PG-3, Limpieza.


El coeficiente de Los Ángeles de los áridos para zahorra artificial, no deberá ser superior a 30 en el caso de categoría de tráfico pesado T2, y no superior a 35, en tráficos T3 y T4. No obstante, en el caso de materiales reciclados procedentes de capas de aglomerado de firmes de carrretera o de demoliciones de hormigones de resitencia a compresión final superior a 35 MPa, así como para áridos siderúrgicos, el valor del coeficiente de Los Ángeles podrá ser 5 unidades superior a los indicados anteriormente, siempre y cuando su composición granulométrica esté adaptada al huso ZAD20 (artículo 510.2.5 del PG-3, Resistencia a la fragmentación).


En el caso de materiales reciclados procedentes de capas de aglomerado de firmes de carretera o de demoliciones de hormigones, y para áridos siderúrgicos a emplear como zahorras naturales, el valor del coeficiente de Los Ángeles podrá ser superior en 10 unidades a los valores anteriores. En cuanto al índice de lajas, en el caso de zahorras artificiales, debe ser inferior a 35 (artículo 510.2.6 del PG-3, Forma).


La utilización de áridos reciclados procedentes de hormigón machacado en capas granulares sin tratar (zahorras) se trata de la aplicación más común del hormigón triturado en carreteras, ya que puede absorber grandes volúmenes y normalmente se puede obtener la calidad deseada. La mayor parte de los países que permiten la utilización de áridos reciclados de hormigón en carreteras, exigen a este material las mismas especificaciones que al árido natural, imponiendo además un contenido mínimo de hormigón y máximo de impurezas (materia orgánica, yeso, etc). Cuando se utilizan en capas granulares sin tratar, aunque inicialmente la capacidad de soporte puede ser menor que en las capas granulares convencionales, debido a la mayor dificultad para su compactación, a lo largo del tiempo se suelen cementar, igualando o superando la capacidad de soporte de otros materiales granulares. Generalmente se mezcla el material reciclado con arena de aportación que mejora su trabajabilidad y disminuye su permeabilidad. En Francia, por ejemplo, el 75-80% de la producción de hormigón triturado se emplea como capa granular en este tipo de aplicaciones.


Materiales tratados

Material tratado con cemento, según el artículo 513 del PG3, es “la mezcla homogénea, en las proporciones adecuadas, de material granular, cemento, agua y eventualmente aditivos, realizada en central, que convenientemente compactada se utiliza como capa estructural en firmes de carretera”. Se tienen dos tipos de materiales tratados con cementos: el suelocemento y la gravacemento.


Tanto en el caso del suelocemento como de la gravacemento, el material granular que se vaya a utilizar podrá ser un subproducto o un producto inerte de desecho, en cuyo caso sus características y las condiciones para su utilización deberán venir fijadas por el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares (PPTP).


Los valores máximos del índice de lajas y del coeficiente de Los Ángeles de las distintas fracciones del árido grueso deberán establecerse en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares (PPTP), aunque en ningún caso podrán ser superiores a los valores máximos indicados en el artículo 513.2.2.4 del PG-3. En todo caso, en las categorías de tráfico pesado T1 y T2 con materiales reciclados procedentes de capas de mezclas bituminosas, pavimento de hormigón, materiales tratados con cemento o de demoliciones de hormigones de resistencia a compresión final superior a 35 MPa, el valor del coeficiente de Los Ángeles podrá ser inferior a 35. Por otro lado, el tratamiento del hormigón reciclado con cemento o ligantes bituminosos aumenta la resistencia del material, reduce la susceptibilidad frente al hielo, la permeabilidad y la posible lixiviación.


Por último, suele ser necesario un contenido de ligante mayor en la mezcla para compensar la menor densidad del árido reciclado o la posible lixiviación.

Edificación y obra pública

Las principales aplicaciones de los áridos procedentes de hormigón triturado son: árido grueso para hormigones, árido fino para morteros y finos para cementos.

Árido para hormigón estructural

En general, los áridos gruesos reciclados procedentes de hormigón, pueden ser utilizados tanto para hormigón en masa como para hormigón armado, manteniéndose los criterios de dosificación de los hormigones convencionales.

Árido para hormigón no estructural

Árido fino para morteros

Una alternativa al empleo de estos áridos reciclados es su utilización como arena para la producción de morteros . Estos morteros con árido fino reciclado experimentan un aumento notable de la demanda de agua (hasta un 67% adicional si toda la arena es reciclada(28)) para mantener la consistencia. Asimismo, la resistencia a compresión se reduce en un 33%, no así la resistencia a flexotracción que no muestra diferencias apreciables respecto a morteros con arenas naturales(29). Sustituciones parciales de la arena en un 25% permiten fabricar morteros reciclados sin pérdidas apreciables de propiedades.


Cementos fabricados con finos procedentes de hormigón triturado


Para este fin se utiliza una mezcla de finos menores de 5 mm procedentes de hormigón machacado (que se pulveriza para obtener la finura del cemento), escorias de horno alto pulverizadas o lodos con desechos de cemento procedente de las plantas de fabricación de hormigón, 2-3% de yeso y un acelerador inorgánico de fraguado(4)(6). Comparando hormigones que tienen la misma consistencia y resistencia a compresión, hechos con cemento reciclado y con cemento Portland con escorias, se obtiene que presentan características similares en cuanto al desarrollo de la resistencia en el tiempo, retracción de secado y la resistencia a las heladas, mientras que el calor de hidratación es menor y la profundidad de carbonatación mayor al utilizar cementos reciclados.


En España no se fabrican esta clase de cementos, pero por ejemplo en Japón en el año 1988 ya se producían unos 2000 m3 de hormigón hecho con cementos reciclados cada mes, para ser utilizados en elementos no estructurales, como aplicaciones para cimentaciones, muros de revestimiento o aplicaciones de hormigón en masa. El precio del hormigón fabricado con cemento reciclado resulta aproximadamente un 4% menor que el del hormigón normal.

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