Estudio de hormigones reciclados no estructurales fabricados con árido reciclado mixto : propiedades mecánicas y expansión debida al contenido de sulfatos

摘要

El objetivo principal de este trabajo de investigación es estudiar las posibilidades deudutilización del árido reciclado mixto para un hormigón reciclado en aplicaciones noudestructurales, justificando mediante la experimentación la validez para esta aplicación,udtanto del árido reciclado como del hormigón reciclado. Esta tesis se centró en los aspectos más restrictivos y limitativos en la utilización de los áridos mixtos en hormigón reciclado, basándose tanto en la normativa internacional existente como en los resultados obtenidos en los estudios bibliográficos consultados. La primera tarea realizada fue la caracterización completa de las propiedades del árido reciclado mixto, recogiendo especialmente los siguientes aspectos: granulometría, contenido de finos, absorción y densidades, composición del árido reciclado, índice de lajas, coeficiente de Los Ángeles, partículas ligeras y contenido de sulfatos. De este estudio de los áridos reciclados, se han destacado relaciones entre las propiedades.udLas diferentes correlaciones permiten proponer criterios de calidad de un áridoudreciclado mixto para un hormigón reciclado. Se ha elegido un árido reciclado mixtoudentre los estudiados, de características límite admisibles, para obtener resultadosudconservadores sobre el hormigón reciclado fabricado con él. En una segunda etapa, se ha realizado un estudio de dosificación completo del hormigón reciclado, evaluando la consistencia del hormigón en estado fresco y la resistencia a compresión del hormigón en estado endurecido y se ha comparado con las mismas propiedades de un hormigón convencional. Se ha analizado la capacidad de absorción del árido conseguida con los métodos de presaturación empleados y en función de su estado de humedad, para poder evaluar las relaciones agua/cemento totales y efectivas del hormigón. Se ha estudiado el efecto de estos dos parámetros tanto en la consistencia como en la resistencia del hormigón reciclado. Finalmente, se ha estudiado el hormigón fabricado con un 50% y 100% de una partida de árido reciclado mixto de calidad admisible y se han ensayado las siguientes propiedades: consistencia, resistencia a compresión, resistencia a tracción indirecta, módulo de elasticidad dinámico, cambios de longitud, porosidad abierta y microscopía. Para analizar el efecto de los sulfatos, se han añadido artificialmente cantidades de yeso controladas en el hormigón reciclado. Se fabricaron hormigones con dos tipos de cemento, un cemento CEM I 42,5 R con elevado contenido de C3A, que debería darudlugar a expansiones mayores y un cemento con adiciones puzolánicas CEM II A-Pud42,5 R, que atenuaría el comportamiento expansivo en el hormigón.udLos resultados finales indican que la utilización del árido reciclado mixto enudproporciones de hasta un 50%, permiten cubrir la gama de resistencias más exigentesuddentro del hormigón no estructural. El contenido de sulfatos puede variar desde unud0,8% hasta un 1,9%, según el tipo de cemento y la proporción de sustitución del áridoudnatural por árido reciclado mixto.udTanto en el caso del árido reciclado como en el hormigón, se ha realizado un estudioudcomparativo entre el conjunto de datos recopilados en la bibliografía y los obtenidos enudeste estudio experimental. En varias propiedades del hormigón reciclado, se hanudcomparado los resultados con las fórmulas de la Instrucción EHE-08, para establecerudunos coeficientes de corrección a aplicar a un hormigón reciclado con fines noudestructurales. The main objective of this investigation work is to study the possibilities of usingudrecycled mixed aggregate for a recycled concrete in non structural applications,udjustifying by means of experimentation both the validity of the recycled aggregate andudrecycled concrete.udThis thesis focused on the most restrictive and limiting aspects in the mixed aggregateuduse in recycled concrete, on the basis of the international standards as well on theudresults obtained in the bibliographic studies consulted.udThe first task achieved was the complete charcaterization of the mixed recycledudaggregate properties, specially the following aspects: grain size analysis, fines content,udabsorption and densities, recycled aggregate composition, flakiness index, LosudAngeles coefficient, lightweight particles and sulphate content. From this study,udcorrelations between the properties were highlighted. The different correlations makeudpossible to propose quality criterions for recycled mixed aggregate in concrete. Amongudthe recycled aggregates studied, one of acceptable characteristics but near the limitsudestablished, was chosen to obtain conservative results in the recycled concrete madeudwith it.udIn a second step, a complete recycled concrete mix design was made, to evaluateudconcrete consistency in the fresh state and concrete compressive strength in theudhardened state and its properties were compared to those of a control concrete. Theudaggregate absorption capacity was analized with the presaturation methods achievedudand in function of its state of humidity, to evaluate the total and effective water/cementudratios. The effect of these two parameters, both in consistency and compressiveudstrength of recycled concrete, was studied.udFinally, the concrete made with 50% and 100% of the elected recycled mixedudaggregate was studied and the following concrete properties were tested: consistency,udcompressive strength, tensile strength, dynamic modulus of elasticity, length changes,udwater absorption under vacuum and microscopy.udTo analize the effect of sulphate content, some controlled quantities of gypsum wereudartificially added to the recycled concrete. Concretes with two types of cement wereudmade, a cement CEM I 42,5 R with a high content of C3A, that would lead to majorudexpansions and a cement with puzzolanic additions CEM II A-P 42,5 R that wouldudlower the expansive behaviour of concrete.udThe final results indicate that the use of mixed recycled aggregate in proportions up toud50% make possible to cover the overall demanding strengths within the non structuraludconcrete. Sulphates content can range between 0,8% and 1,9%, in function of the typeudof cement and the proportion of natural aggregate replacement by mixed recycled one.udBoth in the case of recycled aggregate and concrete, a comparative study was madeudbetween the data coming from the bibliography and those obtained in the experimentaludstudy. In several recycled concrete properties, the results were compared to theudformulas of Spanish Instruction of Structural Concrete (Instruction EHE-08), toudestablish some correction coefficients to apply for a non structural recycled concrete.