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APROVECHAMIENTO DE HORMIGON RECICLADO EN OBRAS VIALES Gino F. FLOR CHAVEZ

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APROVECHAMIENTO DE HORMIGON RECICLADO EN OBRAS VIALES Gino F. FLOR CHAVEZ Director : Dr. Ing. Raúl L. Zerbino Subdirector: Ing. Rosana Marcozzi LEMIT - Facultad de Ingeniería, U.N.L.P . Noviembre, 2013. INTRODUCCION. INTRODUCCION.

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APROVECHAMIENTO DE HORMIGON RECICLADO EN OBRAS VIALES

Gino F. FLOR CHAVEZ

Director: Dr. Ing. Raúl L. Zerbino

Subdirector: Ing. Rosana Marcozzi

LEMIT - Facultad de Ingeniería, U.N.L.P.

Noviembre, 2013.

introduccion1
INTRODUCCION
  • La CE en el 2009 generó unos 250 millones de ton/año (28 % fueron reutilizados)
  • En Alemania los RCD ascienden a 88,6 millones de ton/año, el 69 % en materiales de construcción y 3,1 % agregado para hormigón
  • Holanda genera anualmente 20 millones de ton/año de RCD, 95 % es reutilizado en subbases y 3,3 % en nuevos hormigones
  • En Argentina no existen datos precisos sobre la producción de hormigón pero se estima en unos 4,000.000 m3 pero no aparecen mayores ejemplos sobre el uso en reciclados
objetivos
OBJETIVOS

El objetivo principal de este trabajo es estudiar las alternativas de uso de RCD para un caso específico: el agregado reciclado (AR) obtenido a partir de pavimentos urbanos en la zona del Gran La Plata

El análisis se desarrolla con un enfoque holístico considerando tanto aspectos tecnológicos como el impacto económico, para el aprovechamiento en diferentes materiales utilizados en obras viales:

1.- Hormigones

2.- Concretos asfálticos

3.- Bases granulares

programa experimental
PROGRAMA EXPERIMENTAL

PRIMERA ETAPA

  • Obtención de AR a partir de pavimentos urbanos demolidos
  • Caracterización del hormigón de origen y los agregados

SEGUNDA ETAPA (hormigones)

H-13 con AGR y AGN como base

H-30 con AGR y AGN como capa de rodadura

TERCERA ETAPA (CAC)

D19 como capa de rodadura y G19 como base asfáltica.

Serie I: AGR + AFR (D19 con 75 g/c y G19 con 50 g/c)

Serie II: AGN + AFR (D19 con 75 g/c y G19 con 50 g/c)

Serie III: AGN + AFR (D19 con 50 g/c y G19 con 50 g/c)

CUARTA ETAPA (estabilizado granular)

AGR + AFR + Suelo seleccionado

QUINTA ETAPA: Análisis de Costos

programa experimental1
PROGRAMA EXPERIMENTAL
  • Obtención de los pedazos de losa en la calle 122 y 43
  • Testigos de 75 mm de diámetro y 150 mm de altura
  • Se analizaron densidad, absorción, resistencia a compresión y módulo de elasticidad
  • Los pedazos de losas fueron pasados por 2 trituradoras de mandíbulas obteniendo:

1.- fracción 4,75-38 mm

2.- fracción 4,75-19 mm

3.- la fracción fina de las dos

trituraciones

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Se prepararon 3 mezclas: un CAC D19 (I-D19) y dos CAC G19, con arena silícea natural de río (I-G19 CS) y sin arena silícea (I-G19 SS). El asfalto empleado fue un CA-30

ETAPA 3: SERIE I.- MEZCLAS ASFALTICAS CON AGR Y AFR

Serie I: CAC que incorporan la totalidad de AR.

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ETAPA 3: SERIE II.- MEZCLAS ASFALTICAS CON AGN Y AFR

  • Se prepararon 2 mezclas: un CAC D19 (II-D19) y un CAC G19, con arena silícea natural

Serie II: CAC que incorporan la totalidad de AFR y AGN.

  • Se mantuvieron los golpes por cara de la serie I. Se analizaron parámetros volumétricos para diferentes contenido de asfalto.
  • La mezcla preparada para base cumple con todos los parámetros exigidos por la CPA excepto la relación E/F para un tenor de asfalto de 5 %
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ETAPA 3: SERIE II.- MEZCLAS ASFALTICAS CON AGN Y AFR

Parámetros de las mezclas con el contenido óptimo de asfalto adoptado.

  • Se moldearon probetas con una menor energía de compactación (50 golpes/cara) adoptando el criterio de diseño de mezclas de tránsito medio del Instituto del Asfalto de EEUU
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ETAPA 3: SERIE III.- MEZCLAS ASFALTICAS CON AGN Y AFR

Daño por humedad.

ENSAYO DE RUEDA CARGA

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Composición de la base granular.

CUARTA ETAPA: BASE GRANULAR CON AR

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CUARTA ETAPA: BASE GRANULAR CON AR

Obtención de las condiciones óptimas de compactación.

Degradación de los agregados reciclados después del ensayo Proctor.

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CUARTA ETAPA: BASE GRANULAR CON AR

P.U.V. seco vs CBR.

Valores obtenidos y requisitos

de DNV para bases de

pavimento.

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CUARTA ETAPA: BASE GRANULAR CON AR

Granulometría de una subbase granular con AR.

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Con el fin de valorar el impacto económico que generaría el uso de agregados reciclados en obras viales, se seleccionaron los siguientes casos:

  • Subbase de estabilizado granulométrico con AN y AR (0,20 m)
  • Pavimento de hormigón simple tipo H13 con AN y AR (0,20 m)
  • Pavimento de hormigón simple tipo H30 con AN y AR (0,25 m)
  • Base Asfáltica incluyendo riego de liga con AFN y AFR (0,10 m)

QUINTA ETAPA: ANALISIS DE COSTOS

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APU de Pavimento de hormigónsimple H13R, e = 0,20 m ( U = m2).

  • APU de Pavimento de hormigónsimpleH13N, e = 0,20 m ( U = m2).
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QUINTA ETAPA: ANALISIS DE COSTOS

Síntesis del Precio Unitario de los diferentes rubros.

  • 1.a: Subbase granular con AR (0,20 m)
  • 1.b: Subbase granular con AN (0,20 m)
  • 2.a: Pavimento de hormigón simple tipo H13 con AR (0,20 m)
  • 2.b: Pavimento de hormigón simple tipo H13 con AN (0,20 m)
  • 3.a: Pavimento de hormigón simple tipo H30 con AR (0,25 m)
  • 3.b: Pavimento de hormigón simple tipo H30 con AN (0,25 m)
  • 4.a: Base Asfáltica incluyendo riego de liga con AFR (0,10 m)
  • 4.b: Base Asfáltica incluyendo riego de liga con AFN (0,10 m)
conclusiones
CONCLUSIONES
  • Las 2 fracciones de AR presentan granulometrías aptos para su empleo en diferentes capas viales
  • En AGR decrece la densidad, aumenta la absorción y pérdida por abrasión por la presencia de mortero, los índices de lajas y agujas son mejores que en AGN
  • H13R y H13N presentan propiedades similares con una ligera disminución en el módulo de elasticidad en H13R
conclusiones1
CONCLUSIONES
  • Los AGR en CAC sufren degradaciones durante el mezclado y compactación en laboratorio
  • Las mezclas elaboradas con AFR resultaron poco flexibles evaluadas mediante ensayos dinámicos de tracción indirecta
  • Los valores de ahuellamiento no cumplen las recomendaciones para tránsito alto
  • La base granular con AR presentó menor PUV suelto y mayor contenido de humedad que la base con AN
  • El valor soporte obtenido no cumple con el valor mínimo exigido para bases, pero es suficiente para subbases
conclusiones2
CONCLUSIONES
  • El uso de AR trae consigo un menor impacto ambiental
    • reducción de botaderos
    • menor consumo de combustibles y emanaciones por transporte
    • menor consumo de agregados naturales y afectación de grandes áreas de tierra vegetal
  • En el caso hipotético y especifico planteado, el uso en capas del paquete estructural de pavimentos en el gran La Plata, el ahorro económico puede fluctuar entre un 10 y un 30 % del monto total de la obra.
recomendaciones
RECOMENDACIONES
  • Estudiar los aspectos vinculados a la durabilidad del hormigón elaborado con AR, considerando su performance frente a congelación y deshielo o el ataque por sulfatos
  • En CAC se sugiere verificar el comportamiento mecánico de mezclas con AFR siguiendo las recomendaciones para mezclas de bajo tránsito con un asfalto más blando
  • Verificar la degradación del AGR o AFR mediante el compactador giratorio y el compactador de rodillo
  • Aunar esfuerzos en vías de elaborar una normativa que ayude a la utilización de AR en diferentes campos de la construcción