Utilización de árido reciclado para la fabricación de piezas de hormigón prefabricado de mobiliario urbano
- Autores: Zoraida Sanchez Roldan
- Directores de la Tesis: Ignacio Valverde Espinosa (dir. tes.), Montserrat Zamorano Toro (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel Fernández Cánovas (presid.), Mónica López Alonso (secret.), Manuel Carpio Martínez (voc.), María José Martínez Echevarría (voc.), María Dolores Martínez Aires (voc.), Ángela Barrios Padura (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Civil por la Universidad de Granada
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
- Resumen
- español
El sector de la construcción se considera el mayor consumidor de recursos naturales no renovables, además de encontrarse entre los que más residuos producen en Europa, generando con ello importantes impactos sobre el medio ambiente (Eurostat, 2018). La valorización y reciclado de estos residuos se presenta como una gran oportunidad para transformar el sector y hacerlo más sostenible (Parlamento Europeo and Consejo de la Unión Europea, 2008; Jefatura del Estado, 2011; Parlamento Europeo and Consejo de la Unión Europea, 2018), al incorporarlos nuevamente al sistema productivo como materias primas secundarias, en el marco de la economía circular (Comisión Europea, 2014, 2015, 2018).
El uso eficiente de los áridos reciclados en sustitución de los naturales en la construcción, a pesar de su heterogeneidad, mayor capacidad de absorción de agua y contenido en impurezas, ha sido ampliamente estudiado en diferentes aplicaciones, como en la fabricación de diferentes tipos hormigones (Safiuddin et al., 2013; Behera et al., 2014; Saini and Ashish, 2015; Karim et al., 2016; Martín-Morales et al., 2017), en morteros (Naganathan et al., 2014; Cuenca-Moyano et al., 2014; Alonso et al., 2018), además de como material granular en obras de carreteras (Vieira and Pereira, 2015; Cardoso et al., 2016; López-Alonso et al., 2019), entre otras. No obstante, en aplicaciones de tipo estructural los requerimientos normativos para su uso son bastante exigentes (Ministerio de Fomento, 2008), lo que dificulta el máximo aprovechamiento de estos materiales granulares (Tam et al., 2018). En consecuencia, se justifica la necesidad de evaluar el potencial de utilización de los áridos reciclados en aplicaciones con menores requerimientos como la fabricación de hormigón no estructural para piezas de mobiliario urbano, un campo en el que prácticamente no hay estudios.
Para comprobar la aptitud de uso de los áridos reciclados en hormigón no estructural para la aplicación indicada, se ha llevado a cabo una primera fase de estudio a escala de laboratorio consistente en la caracterización de los materiales granulares, tanto naturales como reciclados (procedentes de residuos de hormigón) y el estudio de dosificaciones; para ello se han tenido en cuenta las particularidades técnicas del material reciclado, y la posterior caracterización de los hormigones producidos, con la finalidad de obtener hormigones reciclados con similares prestaciones que las del natural de acuerdo al tipo de elemento a confeccionar (AEN/CTN 127, 2004).
Los resultados obtenidos han permitido, en una segunda fase, fabricar bancos para mobiliario urbano a escala industrial. La caracterización de los productos obtenidos, así como su seguimiento durante dos años, han puesto de manifiesto que, tras la optimización de la dosificación proporcionada por el fabricante y la utilización de los áridos reciclados sin premojar, los hormigones reciclados presentaron unas características técnicas adecuadas para la fabricación de dichos prefabricados. Finalmente, el comportamiento físico-mecánico y los ensayos de durabilidad de las piezas colocadas en un área pública han permitido concluir que, tanto la fracción gruesa del árido reciclado seleccionado como la totalidad del mismo, son viables para esta aplicación, aunque los bancos fabricados únicamente con árido grueso reciclado mostraron un mejor comportamiento.
- English
The construction sector is considered the largest consumer of non-renewable natural resources and one of the major waste generators in Europe; these activities have a major impact on the environment (Eurostat, 2018). Recovering and recycling this waste gives the sector a great opportunity to transform and reduce its environmental footprint (Parlamento Europeo y Consejo de la Unión Europea, 2008; Jefatura del Estado, 2011; Parlamento Europeo y Consejo de la Unión Europea, 2018) by re-incorporating these resources into the chain of production as secondary raw materials in the framework of the circular economy (Comisión Europea, 2014, 2015, 2018).
Replacing natural aggregates with recycled aggregates in different applications, such as concrete (Safiuddin et al., 2013; Behera et al., 2014; Saini y Ashish, 2015; Karim et al., 2016; Martín-Morales et al., 2017), mortar (Naganathan et al., 2014; Cuenca-Moyano et al., 2014; Alonso et al., 2018), or material for road works (Vieira y Pereira, 2015; Cardoso et al., 2016; López-Alonso et al., 2019) has been widely studied, despite the heterogeneity, greater water absorption capacity and higher impurity levels that characterise these products. However, these materials have not been put to their full use (Tam et al., 2018) due to the strict requirements that govern the use of recycled aggregates in structural applications (Ministerio de Fomento, 2008). Therefore, the potential of recycled aggregates in less stringently regulated applications, such non-structural concrete for urban furniture, has scarcely been studied and needs to be explored.
A preliminary laboratory study was performed to ascertain the suitability of recycled aggregates in non-structural concrete for the foregoing application. Both the natural and recycled granular materials (obtained from concrete waste) were characterised and tested different dosages. The concretes produced on the basis of the technical characteristics of the recycled material were subsequently characterised with the aim of obtaining recycled concretes that perform as well as natural concretes according to the type of element manufactured (AEN/CTN 127, 2004).
In a second phase, based on the results obtained, benches were manufactured for urban furniture on an industrial scale. The characterisation of the products obtained, and their performance over a 2-year monitoring period, showed that after optimising the manufacturer’s recommended dosage and using non-pre-soaked recycled aggregates, the resulting recycled concretes presented technical characteristics that were adequate for the manufacture of such benches. Finally, after testing the physical and mechanical properties and the durability of the benches placed in a public area, it was concluded that both the coarse fraction of the selected recycled aggregate and the total fraction thereof are suitable for this application, although better performance was observed in benches manufactured using only coarse recycled aggregate.
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