Evaluación de materiales tipo RCD de Bogotá para diseñar losa de concreto en pavimento rígido

Abstract

Los materiales tipo RCD, anteriormente conocidos como “escombros”, corresponden a los Residuos de Construcción y Demolición de estructuras de infraestructura civil, tal como lo establece la Resolución 0472 de 2017 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Se caracterizan por ser heterogéneos respecto a su composición dado que se pueden encontrar fragmentos de concreto, mampostería, cerámicas, ladrillo, vidrios, metales, mezcla asfáltica, PVC, entre otros; y además con variabilidad respecto los tamaños, formas y texturas. Este trabajo evalúa materiales RCD obtenidos en Bogotá para ser incorporados como material granular dentro de una mezcla de concreto hidráulico, teniendo en cuenta la variación de las propiedades físicas, de dureza, limpieza, durabilidad y geometría a medida que se combinan con agregados naturales en diferentes proporciones, 10%, 20% y 30%; tanto para la fracción fina (< 4.25 mm) como la fracción gruesa (> 4.25 mm). También se evalúan las propiedades mecánicas del diseño de mezcla para concreto hidráulico que se realice con cada proporción de RCD (resistencia a la compresión y a la flexión). La campaña experimental se ejecutó teniendo en cuenta los ensayos de laboratorio que contemplan las Especificaciones Técnicas 800-18 del Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) y Artículo 500 del INVIAS y sus resultados se compararon con los requisitos máximos o mínimos que establece cada una de estas especificaciones dentro de diferentes propiedades. Así, se define si las combinaciones evaluadas cumplen o no con los requerimientos técnicos, y si son aceptables como para ser utilizados como agregado dentro de una mezcla para concreto hidráulico en un pavimento rígido. Se obtuvo como resultado que, la sustitución parcial de agregados RCD por materiales naturales en un concreto hidráulico tiende a afectar negativamente las propiedades de un agregado, así como el desempeño mecánico del diseño de mezcla; lo que concuerda con lo encontrado en la literatura revisada. Sin embargo, los resultados obtenidos para la fracción gruesa en los porcentajes de sustitución de 10% (AGR90+RCD10) y 20% (AGR80+20) cumplen con los requerimientos mínimos establecidos; y se define como 10% el porcentaje óptimo para trabajar dado que puede garantizar que el material cumpla con las especificaciones. Ahora, se puede considerar un mejoramiento en el tratamiento de los materiales reciclados desde el origen o desde la cantera con el fin de potenciar la calidad de estos materiales; aspectos como una etapa adicional en la clasificación y separación de elementos no deseables, o un proceso adicional de lavado retirando partículas disgregables y disminuyendo el porcentaje de materiales finos, el porcentaje de RCD a utilizar puede aumentar. (Texto tomado de la fuente)

The Construction and Demolition Waste (CDW) materials, commonly known as “rubbles”, originate from civil infrastructure structures, as stated by the Resolution 0472 of 2017 issued by the Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (Ministry of Environment and Sustainable Development). They are characterized by its heterogeneous composition, as it may include fragments of concrete, masonry, ceramics, bricks, glass, metals, asphalt mix, PVC, among others, and also vary in size, shape and texture. This study evaluates CDW obtained in Bogotá for potential use as a granular material in hydraulic concrete mix. The analysis considers variations in physical properties, hardness, cleanliness, durability and geometry, when CDW is incorporated with natural aggregates at replacement ratios of 10%, 20% and 30%; for both the fine fraction (<4.25 mm) and coarse aggregate fraction (>4.25 mm). The mechanical properties of the hydraulic concrete mix design made with each proportion of CDW (compressive and flexural strength) are also evaluated. The experimental program was executed taking into account the laboratory test covered by Technical Specification 800-18 of the Urban Development Institute (IDU) and Article 500 of INVIAS. The results were compared with the maximum or minimum requirements established by each of these specifications within different properties. In this way, it is determined whether or not the combinations evaluated comply the technical requirements and whether they are acceptable for use as aggregate in a hydraulic concrete mix for rigid pavement. The results showed that the partial replacement of natural aggregates with CDW in hydraulic concrete tends to negatively affect the properties of an aggregate, as well as the mechanical performance of the mix design, which is consistent with the findings reported in the reviewed literature. However, the mixtures with coarse fraction replacements of 10% (AGR90+RCD10) and 20% (AGR80+RCD20) comply with the minimum requirements established; among these, the 10% is defined as the optimal percentage to use, as it can guarantee that the material satisfy the specifications. Finally, improvements in the treatment of recycled materials from the source or from the quarry could enhance their quality. Measures such as adding stages in the classification and separation of undesirable elements, implementing an additional washing process to remove the disintegrated particles and reducing the proportion of fine materials, this may allow for higher replacement levels of CDW in hydraulic concrete.