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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería
5-2015
Influencia del curado en las propiedades mecánicas de un Influencia del curado en las propiedades mecánicas de un
material de base granular compuesto por agregados de concreto material de base granular compuesto por agregados de concreto
reciclado reciclado
Juan Diego Arenas de la Hoz Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Arenas de la Hoz, J. D. (2015). Influencia del curado en las propiedades mecánicas de un material de base granular compuesto por agregados de concreto reciclado. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/36
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1
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN
MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO
RECICLADO
JUAN DIEGO ARENAS DE LA HOZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
2015
2
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN
MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE
CONCRETO RECICLADO
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Civil
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN
MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE
CONCRETO RECICLADO
Director
Ing. Lucio Guillermo Lopez
Universidad De La Salle
Facultad De Ingeniería
Programa De Ingeniería Civil
2015
3
Nota De Aceptación
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
__________________________________
Firma Director Temático
__________________________________
Firma del jurado
__________________________________
Firma del jurado
Bogotá, Mayo de 2015
4
Agradecimientos
Quiero agradecer a mis padres por su apoyo incondicional, al ingeniero Andrés Lotero por
su dirección y acompañamiento durante todo el proceso, al ingeniero Lucio Guillermo López
director de esta tesis y a todas las personas que me estuvieron conmigo durante este ciclo.
5
Tabla de Contenido
Contenido Introducción ............................................................................................................................ 7
1. Descripción Del Problema ............................................................................................... 9
1.1 Planteamiento del problema ..................................................................................... 9
1.2 Formulación Del Problema ...................................................................................... 9
1.3 Delimitación ............................................................................................................. 9
1.4 Justificación ............................................................................................................ 10
2. Objetivos ........................................................................................................................ 11
2.1 Objetivo General .................................................................................................... 11
2.2 Objetivos Específicos ............................................................................................. 11
3. Marco Referencial ......................................................................................................... 12
3.1 Antecedentes Teóricos ........................................................................................... 12
3.2 Marco Teórico ........................................................................................................ 13
3.3 Marco Normativo ................................................................................................... 16
4. Metodologia ................................................................................................................... 17
5. Resultados ...................................................................................................................... 21
5.1 Caracterizacion del material ................................................................................... 21
5.1.1 Granulometria .............................................................................................................. 21
6. Análisis e Interpretación de los Resultados ................................................................... 50
7. Conclusiones .................................................................................................................. 51
8. Bibliografía .................................................................................................................... 52
Apéndice 1: Registro Fotográfico ......................................................................................... 54
6
Lista de Tablas
Figura 1 ................................................................................................................................. 18
Figura 2. ................................................................................................................................ 19
Figura 3 ................................................................................................................................. 20
Figura 4 ................................................................................................................................. 22
Figura 5 ................................................................................................................................. 24
Figura 6 ................................................................................................................................. 26
Figura 7 ................................................................................................................................. 29
Figura 8 ................................................................................................................................. 31
Figura 9 ................................................................................................................................. 34
Figura 10 ............................................................................. 3¡Error! Marcador no definido.
Figura 11 ............................................................................................................................... 38
Figura 12 ............................................................................................................................... 40
Figura 13 ............................................................................................................................... 42
Figura 14 ............................................................................................................................... 44
Figura 15 ............................................................................................................................... 46
Figura 16 ............................................................................................................................... 47
Figura 17 ............................................................................................................................... 48
Figura 18 ............................................................................................................................... 48
Figura 19 ............................................................................................................................... 49
Figura 20 ............................................................................................................................... 49
Figura 21 ............................................................................................................................... 50
7
Introducción
Durante los últimos 20 años varios países del mundo, principalmente Estados Unidos,
Australia, Canadá, India y Suecia han estudiado el comportamiento de los Agregados de
Concreto Reciclado (ACR) obtenidos de un proceso de trituración de losas de pavimentos,
estructuras de edificios y otras estructuras menores producto de residuos de construcción, para
ser usados en la conformación de bases y sub-bases granulares para pavimentos,
comparándolos para el efecto con las exigencias de sus normas locales. En su gran mayoría,
estas investigaciones han arrojado resultados satisfactorios ya que han demostrado con creces
la viabilidad del ACR para reemplazar los materiales granulares naturales utilizados
comúnmente en este tipo de construcciones.
Adicionalmente, estos estudios han puesto en evidencia que existe un comportamiento
adicional del ACR que no se encuentra en los materiales granulares naturales y es un
endurecimiento generado por las partículas de cemento que no fueron hidratados
completamente en el primer uso del concreto y que son reactivadas en el proceso de triturado y
posterior humedecimiento del concreto triturado. Los estudios realizados en el tema han
probado que este endurecimiento se puede desarrollar incluso a lo largo de dos años después
de construido y está fuertemente ligado al correcto curado del ACR; sin embargo no existe
literatura sobre cómo se debe curar este material, ni hay un consenso sobre el beneficio o
perjuicio de este endurecimiento en el funcionamiento de una base granular de pavimento.
Por todo lo anterior, el ACR se puede y se debe comparar con los materiales
tradicionales de bases para analizar su comportamiento mecánico, sin embargo hay que
tratarlo como un material nuevo pues posee características únicas que no permiten su
comparación en muchos aspectos. Hasta el momento si bien se ha investigado mucho sobre
este tema, quedan aún muchas incógnitas por resolver sobre este nuevo material tales como su
correcta manera de curado, la influencia de este en la resistencia, las características de su
endurecimiento, por esto continuamente se siguen haciendo estudios, pruebas e
investigaciones sobre el ACR en el mundo.
8
A la fecha no se ha profundizado la investigación con relación a este uso del concreto
reciclado en Colombia, si bien a lo largo de los años cada vez más el país se ha ido
concientizando de la necesidad del reciclaje y de cuidar los recursos no renovables, los
esfuerzos en materia de reciclaje de concreto se han basado más en el área de las estructuras y
edificaciones, para producir nuevo concreto para construir vigas, columnas, sardineles,
mortero etc.
Aunque los resultados de las investigaciones que se han realizado en otros países en este
tema son de gran interés para Colombia, estas no tienen en cuenta en absoluto nuestras
normas, así como tampoco la realidad de nuestras vías y recursos; razón por la cual esta tesis
pretende determinar la relación que existe entre el curado de los agregados de concreto
reciclado y sus propiedades de resistencia.
En este proyecto se realizaron pruebas en ACR, el cual fue curado en cámara húmeda por
distintos periodos de tiempo, previa caracterización, para luego ser sometidos a ensayos de
resistencia a la compresión y CRB (California Bearing Ratio), lo anterior bajo las normas
INVIAS vigentes para la construcción de carreteras en el país, con el fin de entender el efecto
del curado en los parámetros de resistencia de este material.
9
1. Descripción Del Problema
1.1 Planteamiento del problema
En el mundo, cada año se producen millones de toneladas de residuos de las cuales miles de
ellos son residuos de concreto, generando un gran problema en los rellenos sanitarios y así
mismo en el medio ambiente. Debido a esta situación, las normas colombianas han venido
exigiendo el uso de materiales de reciclaje en la construcción sin embargo, los análisis y
estudios realizados para implementar este nuevo material en vías y carreteras de manera
segura y sin generar sobre costos en el futuro no se ha tenido en cuenta.
Es evidente como cada vez más se ha generado la necesidad de análisis de los agregados de
concreto triturado y entenderlos como un nuevo material para su uso en construcción de
vías, no tratándolo igual como a los materiales granulares comúnmente utilizados sino
entenderlo como un material nuevo que requiere un análisis especifico.
1.2 Formulación Del Problema
¿Cuál es la influencia del curado en las propiedades mecánicas de un material para base
granular compuesto por agregados de concreto reciclado?
1.3 Delimitación
La idea de este proyecto es limitarse a generar una caracterización del material
comparándolo con material granular tradicional, también analizar la influencia del curado
en su resistencia y comenzar a identificar el comportamiento de este material, abriendo
campo a nuevas investigaciones en Colombia que deseen profundizar en las características
y propiedades físicas, químicas y mecánicas de los ACR.
10
1.4 Justificación
El presente proyecto se justifica en la creciente necesidad de generar alternativas
para el reemplazo de recursos no renovables en la construcción y rehabilitación de vías,
más aun en un país con un déficit vial de miles de kilómetros que deberán ser construidos
en los próximos años teniendo en cuenta que el país se ha adentrado en una política de
comercio exterior de tratados de libre comercio que solo serán exitosos si se logran
construir vías suficientes para transportar los productos de manera económica y eficiente.
El reciclaje de concreto y su reutilización puede ser una gran herramienta ya que se ha
demostrado que puede ser un material viable en la construcción de carreteras, pues es un
material está saturando los rellenos sanitarios, adicionalmente es necesario disminuir la
explotación de minas de material granular para las bases y subbases por el enorme y
significativo detrimento ambiental que esta práctica genera.
11
2. Objetivos
2.1 Objetivo General
Determinar la influencia del curado en las propiedades mecanicas de un material de base
granular compuesto por agregados de concreto reciclado provenientes de una planta de
reciclaje de la ciudad de Bogotá.
2.2 Objetivos Específicos
Caracterizar física y mecánicamente agregados de concertó reciclado proveniente de una
planta de reciclaje de la ciudad de Bogotá.
Evaluar el efecto del curado (a 7, 14, 28 y 56 dias) en la resistencia a la compresión del
ACR, de acuerdo a la normatividad Colombiana para bases tratadas con cemento.
Determinar el efecto del curado en la capacidad de soporte de un ACR sometido al
ensayo de CBR de acuerdo a la normatividad Colombiana vigente.
12
3. Marco Referencial
3.1 Antecedentes Teóricos
La Universidad Nacional publicó en 2003 una tesis del Arquitecto CARLOS
MAURICIO BEDOYA MONTOYA titulada “EL CONCRETO RECICLADO CON
ESCOMBROS COMO GENERADOR DE HÁBITATS URBANOS SOSTENIBLES”
donde se hizo un estudio sobre los usos generales del concreto reciclado en Colombia y
donde se hacía una leve mención al uso de concreto reciclado con escombros en Colombia
como material de bases para vías, este estudio concluye que hay un amplio campo de
acción para el reciclaje de concreto en Colombia aunque su práctica no se ha extendido tan
ampliamente.
En el 2011 en la UNIVERSIDAD DE LOS ANDES se escribió una tesis de pregrado
titulada Estado del arte del concreto reciclado, dirigida por el ingeniero Hernando Vargas y
escrita por el ingeniero Nicolas Rozo, siendo ese documento la investigación más reciente
sobre el estado del arte del concreto reciclado en Colombia, pero donde se evidencia la
necesidad de seguir investigando este tema.
En los países más desarrollados el estudio del concreto reciclado se ha venido dando desde
la década del 70 y en la mayoría de estos ya hoy en día esta estandarizado su uso. En
Estados Unidos existen casos como el aeropuerto de Jacksonville Florida; el cual, en 1977
para la reconstrucción de la pista 13-31 se trituro el pavimento hidráulico existente y se usó
como capa filtrante, de acuerdo a la Federal Aviation Administration (1977). En otros
estados como Massachusetts la Secretaria de Transportes ha creado extensos manuales para
el uso de concreto reciclado en vías (Massachusetts Department of Transportation, N.D.).
En Australia por otro lado desde la década del 90 se han construido cientos de kilómetros
de vías con bases y sub-bases de concreto triturado.
En Colombia se ha usado el concreto reciclado como material de sub-base siempre que este
cumpla determinados criterios de granulometría y resistencia, sin embargo no hay registros
13
de investigaciones detalladas sobre este tema, por lo cual no se conoce su eficiencia ni las
consecuencias a largo plazo de su uso, para las condiciones específicas de nuestro país.
Colombia ha venido creando empresas que prestan el servicio de reciclaje y trituración de
concreto con el fin de usarlo en la construcción y rehabilitación de vías; principalmente en
Bogotá debido a las políticas del Instituto de Desarrollo Urbano (IDU). Esto se ha venido
desarrollando gracias a que el IDU ha venido exigiendo en todos sus pliegos de condiciones
el uso de materiales reciclados. Para lo anterior, el IDU cuenta con las siguientes
herramientas técnicas, denominadas Especificaciones Técnica de Materiales y Construcción
IDU-ET-2011, sección 452-11 Empleo de agregados pétreos a partir de Concreto
Hidráulico reciclado y sección 454-11 Reciclaje de Pavimento Asfáltico en el Sitio con
Cemento Portland, así como de la Resolución 2397 del 25 de abril de 2011: “Por la cual se
regula técnicamente el tratamiento y/o aprovechamiento de escombros en el Distrito
Capital”.
Gracias a la inclusión del anterior parágrafo en todos sus pliegos de condiciones es que se
ha empezado a implementar el uso del concreto reciclado en bases y subbases. Otro factor
que ha venido en constante aumento y que ha servido como plataforma para el desarrollo de
prácticas como el reciclaje de concreto son las construcciones verdes que se han venido
desarrollado en Colombia, donde se construyen usualmente muros no estructurales con
agregados de concreto reciclado.
3.2 Marco Teórico
La industria de la construcción es uno de los principales aportantes de residuos a los
rellenos sanitarios tanto en Colombia como en el mundo. En Estados Unidos el porcentaje
de residuos de la construcción en estos rellenos es equivalente al 25% del total y de estos el
23% es concreto (Thompson y Bashford, 2012). Aunque no hay datos completos de
Colombia, solo en el Área Metropolitana del Valle de Aburra en el 2004 se generaron
alrededor de 2 millones de toneladas de Residuos de construcción y demolición de los
cuales 130.000 toneladas fueron residuos de concreto (Ott, 2006). También para el 2004
solo en Bogotá el consumo de materiales para bases y subbases era de 654.878 m3
14
aproximadamente entre los que se cuentan recebo, gravas y arenas (FEDESARROLLO,
2006). Lograr reemplazar todos estos recursos no renovables por un material de
demolición con el concreto triturado traería grandes beneficios tanto ambientales como
económicos.
Australia, Canada y Estados Unidos han sido los pioneros en el uso de concreto triturado
como material en capas no ligadas de pavimentos, sin embargo en 1997 VicRoads, la
autoridad del estado de Victoria en Australia en cuanto a vías, limitó su uso a vías que
soportaran cargas bajas debido a las escasas investigaciones en el tema y a los pocos datos
técnicos que había sobre sus propiedades (Yeo and Sharp, 1997). Hoy en día más de 15
años después se han realizado diversos estudios que han permitido concluir que el
comportamiento mecánico del ACR es comparable y en algunos casos mejor que aquel que
presentan los materiales tradicionales para material de bases y subbases (Gabr y Cameron,
2012).
Adicionalmente el concreto triturado ha demostrado tener un aumento en su rigidez,
derivado de sus propiedades auto-cementantes, que ha probado llegar incluso al doble,
respecto a su rigidez inicial, después de dos años. Esto se debe principalmente a partículas
no hidratadas de cemento que al ser humectadas se reactivan. Esta propiedad se ha
demostrado a través de ensayos de laboratorio realizados en Suecia donde se vio como
aumentó el módulo resiliente del material (Arm, 2001).
A través de la difracción por rayos X, ya algunos científicos han demostrado que el
responsable de estas propiedades autocementantes es el agregado fino del ACR, y que su
potencial autocementante está directamente relacionado con la edad, la proveniencia y la
mezcla original del concreto (Poon, Qiao y Chan, 2006). Sin embargo aunque se ha
afirmado que el curado tiene influencia sobre esta propiedad, no fue posible encontrar
literatura ni investigaciones que aborden esta relación directa entre el curado y la
autocementación, o entre el curado y la resistencia de estos agregados.
15
La industria de la construcción es uno de los principales aportantes de residuos a los
rellenos sanitarios tanto en Colombia como en el mundo. En Estados Unidos el porcentaje
de residuos de la construcción en estos rellenos es equivalente al 25% del total y de estos el
23% es concreto (Thompson y Bashford, 2012). Aunque no hay datos completos de
Colombia, solo en el Área Metropolitana del Valle de Aburra en el 2004 se generaron
alrededor de 2 millones de toneladas de Residuos de construcción y demolición de los
cuales 130.000 toneladas fueron residuos de concreto (Ott, 2006). También para el 2004
solo en Bogotá el consumo de materiales para bases y subbases era de 654.878 m3
aproximadamente entre los que se cuentan recebo, gravas y arenas (FEDESARROLLO,
2006). Lograr reemplazar todos estos recursos no renovables por un material de
demolición con el concreto triturado traería grandes beneficios tanto ambientales como
económicos.
Australia, Canada y Estados Unidos han sido los pioneros en el uso de concreto triturado
como material en capas no ligadas de pavimentos, sin embargo en 1997 VicRoads, la
autoridad del estado de Victoria en Australia en cuanto a vías, limitó su uso a vías que
soportaran cargas bajas debido a las escasas investigaciones en el tema y a los pocos datos
técnicos que había sobre sus propiedades (Yeo and Sharp, 1997). Hoy en día más de 15
años después se han realizado diversos estudios que han permitido concluir que el
comportamiento mecánico del ACR es comparable y en algunos casos mejor que aquel que
presentan los materiales tradicionales para material de bases y subbases (Gabr y Cameron,
2012).
Adicionalmente el concreto triturado ha demostrado tener un aumento en su rigidez,
derivado de sus propiedades auto-cementantes, que ha probado llegar incluso al doble,
respecto a su rigidez inicial, después de dos años. Esto se debe principalmente a partículas
no hidratadas de cemento que al ser humectadas se reactivan. Esta propiedad se ha
demostrado a través de ensayos de laboratorio realizados en Suecia donde se vio como
aumentó el módulo resiliente del material (Arm, 2001).
16
A través de la difracción por rayos X, ya algunos científicos han demostrado que el
responsable de estas propiedades autocementantes es el agregado fino del ACR, y que su
potencial autocementante está directamente relacionado con la edad, la proveniencia y la
mezcla original del concreto (Poon, Qiao y Chan, 2006). Sin embargo aunque se ha
afirmado que el curado tiene influencia sobre esta propiedad, no fue posible encontrar
literatura ni investigaciones que aborden esta relación directa entre el curado y la
autocementación, o entre el curado y la resistencia de estos agregados.
3.3 Marco Normativo
Actualmente el marco legal para este tema es bastante reducido, sin embargo existe
una norma del Instituto Distrital de Desarrollo Urbano llamada “Especificaciones técnicas
generales de materiales y construcción para proyectos de infraestructura vial y de espacio
público en Bogotá SECCIÓN 452-1 EMPLEO DE AGREGADOS PÉTREOS A PARTIR
DE CONCRETO HIDRÁULICO RECICLADO” esta norma es la que regula el uso de
concreto reciclado para material de bases y sub-bases en Bogotá.
Adicionalmente existe la Resolución 2397 del 25 de abril de 2011: “Por la cual se regula
técnicamente el tratamiento y/o aprovechamiento de escombros en el Distrito Capital”.
Los ensayos de esta investigación se realizaron de acuerdo a las normas INV-2007,
específicamente el ARTÍCULO 341 – 07 y las normas INV E– 806, INV E – 808 – 07, INV
E – 809 – 07, INV E-148.
.
17
4. Metodologia
Fase I. Planteamiento del problema.
Se determinó la necesidad de analizar la influencia que tiene el curado en la resistencia de
agregados de concreto reciclado para ser usado como material para base granular obtenido
a partir de la trituración de escombros de concreto. Toda vez que actualmente este material
está siendo utilizado en la práctica sin un correcto análisis de los factores que influyen en la
resistencia.
Fase II. Revisión Bibliográfica y del Estado del Arte
Se revisaron diferentes fuentes tanto en Colombia como en el Exterior, verificando
múltiples artículos científicos y tesis universitarias basados en el Concreto Reciclado para
la construcción de bases y subbases granulares.
Fase III. Caracterización del material
El material que se utilizó para las pruebas fueron agregados de concreto triturado de tamaño
máximo ¾” obtenido de una planta de reciclaje de la ciudad de Bogotá.
La caracterización del material se hizo de acuerdo a las normas INVIAS (ARTÍCULO 330
– 07 BASE GRANULAR), para lo cual se realizaron los siguientes ensayos:
18
ENSAYO NORMA
Granulometría INV-E-213
Desgaste en máquina de Los Ángeles
(en seco, 500 revoluciones)
INV-E-218
Microdeval INV-E-238
Perdidas en ensayo de solidez en
sulfatos. (Sulfato de Sodio)
INV-E-220
Limite líquido INV-E-125
Limite de plasticidad INV-E-126
Equivalente de arena INV-E-133
Porcentaje de caras fracturadas en
los agregados
INV-E-227
Índice de alargamiento y
aplanamiento
INV-E-230
Angularidad de la fracción fina. INV-E-239
Figura 1
Fuente:Autor
Fase IV: Experimental:
1. Se definió y ajusto la curva granulométrica a la exigencia de la norma para una base
granular para un tamaño máximo de ¾”.
2. Se determinó la humedad optima de compactación y densidad seca máxima.
3. Se determinó el valor de CBR sin inmersión de acuerdo a la noma INV-E-148-07
(CBR de laboratorio), para 2 humedades de compactación (la humedad óptima y
una humedad 2 puntos porcentiles superior a la óptima), variando la energía de
compactación (a 10, 30, 65 golpes por capa) y a diferentes tiempo de curado (7, 14,
28 y 56 días) en cámara húmeda.
19
4. Se halló la resistencia a la compresión mediante la realización del ensayo de
compresión, moldeando los especímenes de acuerdo a la norma INV-E-807 método
B, para proceder a realizar el ensayo de acuerdo a la norma INV-E-809 método A.
CUADRO EXPLICATIVO
Días De Curado 0 7 14 28 56 TOTAL
Especímenes Sometidos A
Resistencia A La
Compresión Compactados
al Porcentaje de Humedad
Óptima
3 3 3 3 3 15
Especímenes Sometidos A
Resistencia A La
Compresión a Humedad
Superior a la Optima
3 3 3 3 3 15
Especímenes Sometidos A
Cbr Compactados al
Porcentaje de Humedad
Óptima
3 3 3 3 3 15
Especímenes Sometidos A
Cbr a Humedad Superior a
la Óptima
3 3 3 3 3 15
Figura 2
Fuente: Autor
Fase V: Análisis de resultados
Se analizaron todos los resultados para determinar la influencia del curado en la resistencia
de los agregados de concreto reciclado al ser evaluados mediante los ensayos tanto por
compresión realizada para bases estabilizadas con cemento y como por el ensayo de CBR.
20
Fase VI: Conclusiones
En esta fase se concluyó qué tanto influye el curado en las propiedades de resistencia de los
agregados de concreto reciclado usados en la conformación de una capa de base granular.
Figura 3
Fuente: Autor
Planteamiento del problema
Revisión Bibliográfica - Estado del Arte
Caracterización del material
Experimental
Análisis de resultados
Conclusiones
21
5. Resultados
5.1 Caracterización del material
5.1.1 Granulometría
Como primera medida, se procedió a realizar la granulometría de la mezcla para
ajustarla a las exigencias de las normas INV – E – 213 -214, obteniendo los siguientes
resultados:
ANALISIS GRANULOMETRICOS DE SUELOS POR TAMIZADO INV-E-213-
214-07
Codigo
Version 0
Fecha 21/11/2014
Pagina 1 de 1
Aprobo VoBo .
DISEÑO DE MEZCLAS
DISEÑO DE LA FORMULA DE TRABAJO TIPO BASE GRANULAR
DESCRIPCION DE LOS MATERIALES PARTICIPACIO
N (%) COMENTARIOS
0 AGREGADO FINO
FECHA: 21/11/14 0
AGREGADO FINO
0
AGREGADO INTERMEDIO PLANTA:
TRITUR 1"
AGREGADO GRUESO 27%
TIPO MEZCLA: BASE GRANULAR INV-07 ART-330-07
ARENA 3/4"
AGREGADO GRUESO 73% NORMA ENSAYO: INV -E-213-214
OBRA 100% REGISTRO No.:
ABERTURA PORCENTAJE PASA NORMA % PASA
TAMIZ ARENA
3/4" TRITUR 1" FORMULA
LIM INFERIOR
LIM SUPERIOR
1 1/2" 38,100 100,00 100,00 100,00
100,0
100,0
1" 25,000 100,00 100,00 100,00
100,0
100,0
3/4" 19,000 100,00 92,38 97,94
70,0
100,0
3/8" 9,50
0 95,14 14,78 73,45
50,0
80,0
No. 4 4,75
0 58,62 1,74 43,26
35,0
65,0
No. 10 2,00
0 36,18 1,41 26,79
20,0
45,0
No. 40 0,42
0 18,19 1,30 13,63
10,0
30,0
No. 200 0,07
4 6,88 1,07 5,31
5,0
15,0
5,03 0,29 0,0 0,00 0,00 5,31
22
0
Figura 4. Fuente: Autor.
Acá podemos observar que el material objeto de estudio permite realizar una curva
granulométrica que cumpla con las condiciones exigidas para una base de acuerdo a las
mencionada normas INVIAS. Por ende se procedió a continuar con la caracterización del
mismo.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ARENA 3/4"
TRITUR 1"
FORMULA
LIM INFERIOR
LIM SUPERIOR
Tamices " U. S.
Tamaño de los granos en milímetros
23
5.1.2. Desgaste en máquina de Los Ángeles (en seco, 500 revoluciones)
En este paso se procedió a realizar una prueba de resistencia al desgaste con máquina de los
ángeles de acuerdo a las normas INV – E. – 218 - 219- 07, obteniendo un resultado de
26,6%.
RESISTENCIA AL DESGASTE POR MEDIO
Codigo
DE LA MAQUINA DE LOS ANGELES Version 1
Fecha 01/12/20
14
INV-E-218-07, INV-E-219-07 Pagina 1 de 1
Aprobo VoBo
OBRA:
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO
NORMA:
INV-218 / 219
CLIENTE: Nª CONTRATO:
LOCALIZACION:
DESCRIPCION:
Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o ningún fino
FECHA RECIBO:
FECHA ENSAYO:
14/10/2014
OBSERVACIONES:
RECICLADOS INDUSTRIALES
ENSAYOS 1
MUESTRA 1
MATERIAL BG-A
No REVOLUCIONES 500
GRADACION USADA A
Pa grs. 5001
Pb grs. 3671
DESGASTE % 26,6%
24
ESPECIFICACION %
Pa - Pb Pa = Peso de la muestra seca antes del ensayo
Desgaste % = -------------------- * 100
Pb = Peso de la muestra seca después del ensayo
Pa y despúes de lavar sobre tamiz No. 12
DATOS SOBRE GRADACIONES
TAMAÑO PESO Y GRADACION DE LA MUESTRA grs
PASA RETIENE A B C D E F G
3" 2 1/2" 2500
2 1/2" 2" 2500
2" 1 1/2" 5000 5000
1 1/2" 1" 1250 5000 5000
1" 3/4" 1250 5000
3/4" 1/2" 1250 2500
1/2" 3/8" 1250 2500
3/8" # 3 2500
# 3 # 4 2500
# 4 # 8 5000
Número de bolas 12 11 8 6 12 12 12
Número de revoluciones 500 500 500 500 1000 1000 1000
Figura 5
Fuente: Autor
Al ver que el resultado es inferior a 35% podemos ver que para esta prueba el material
cumple con las normas INVIAS para base granular.
25
5.1.3. Microdeval
En este punto se procedió a realizar un ensayo de desgasto por Microdeval de acuerdo a la
norma INV- 238 – 07.
DETERMINACION DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO AL DESGASTE
POR ABRASION UTILIZANDO EL APARATO MICRO - DEVAL.
I.N.V.E 238-07
Codigo
Version 1
Fecha 03/12/20
14
Pagina 1 de 1
Aprobo VoBo .
OBRA:
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO
NORMA: INV-E-238-07
CLIENTE: Nª CONTRATO:
LOCALIZACION:
DESCRIPCION:
Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o
ningún fino
FECHA RECIBO:
FECHA ENSAYO:
03/12/2014
OBSERVACIONES:
RECICLADOS INDUSTRIALES
ENSAYOS 1 2 3
MUESTRA 1
MATERIAL BG-A
GRADACION USADA A
mi grs. 1501
mf grs. 1278 PERDIDAD % 14,9
ESPECIFICACION %
mi - mf
Perdida % =
-------------------- * 100
mi
mi = Peso de la muestra seca antes del ensayo mf = Peso de la muestra seca después del ensayo
26
y despúes de lavar sobre tamiz No. 4 y No 16
GRANULOMETRIA DE LA MUESTRA.
CARACTERISTICAS DE LA MUESTRA PARA EL
ENSAYO
GRADACION DE LA MUESTRA grs DATOS DEL AGREGADO DE CONTROL DE
LABORATORIO.
A B C No de
Ensayo Perdida
% No de Ensayo Perdida %
TAMAÑO MAXIMO NOMINAL 6" 5/8" 1/2" 1 15 11 15
PASA RETIENE PESO DE LAS MUESTRA PARA
ENSAYO grs. 2 15 12 21
3/4" 5/8" 375 3 20 13 20
5/8" 1/2" 375 4 21 14 24
1/2" 3/8" 750 750 5 22 15 21
3/8" 1/4" 375 750 6 15 16 22
1/4" No 4 375 750 7 21 17 23
Peso de esferas. Grs. 5000 + 5 5000 + 5
5000 + 5 8 22 18 25
Número de revoluciones 12000 +
100 10500 +
100 9500 +
100 9 23 19 18
Tiempo de rotacion (min).
120 + 1 105 + 1 95 + 1 10 25 20 19
Figura 6
Fuente: Autor
Acá observamos que el material cumple al encontrarse en un porcentaje inferior a 25%.
27
5.1.4. Perdidas en ensayo de solidez en sulfatos (Magnesio)
Se realiza prueba de perdidas frente a la acción de soluciones de sulfato de magnesio para
determinar su resistencia de acuerdo a la norma INV- E- 220 – 07.
SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA
ACCION DE LAS SOLUCIONES DE SULFATO DE MAGNESIO
(Mg) INV-E-220-07
Codigo
Versio
n 1
Fecha 03/1
2/20
14
Pagina 1 de
1
Aprobo
VoBo
R.A.
M.B.
OBRA: INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES
MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO
NORMA: INV-220-07
CLIENTE:
Nª CONTRATO:
LOCALIZACION:
DESCRIPCION:
Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o ningún fino
FECHA RECIBO:
FECHA ENSAYO:
3/12/2014
OBSERVACIONES:
RECICLADOS INDUSTRIALES
AGREGADO GRUESO
PESOS INICIALES ANTES DEL ENSAYO
TAMICES PORCENT.
PESO NORM
A
PESO
REAL
PESO RETENIDO
PERDIDA
TOTAL TAMI
Z
mm pulg. % grs. ENSAYO
TAMIZ INFERIOR (%)
INF. (pulg)
de 4.75 a 9.51 de No. 4 a 3/8" 100%
300 + ó - 5 302 255 15,6 No. 5
de 9.51 a 12.5 de 3/8" a 1/2" 33%
330 + ó - 5 330,5 288,2 12,8 5/16 "
de 12.5 a 19.0 de 1/2" a 3/4" 67%
670 + ó - 10
670,50 558,1 16,8 5/16 "
28
de 19.0 a 25.0 de 3/4" a 1" 33%
500 + ó - 30 5/8 "
de 25.0 a 37.5 de 1 " a 1 1/2" 67%
1000 + ó - 50 5/8 "
de 37.5 a 50.0 de 1 1/2" a 2 " 40%
2000 + ó - 200 11/4 "
de 50,0 a 63,0 de 2" a 2 1/2 " 60%
3000 + ó - 300 11/4 "
CALCULO DE LA PERDIDA
MEDIA
TAMICES GRANUL.
% PERD
IDA
mm pulg. INICIAL
CORREGIDA
50,0 2 "
37,5 1 1/2"
25,0 1 "
19,0 3/4"
12,5 1/2" 16 2,68
9,51 3/8" 10 1,28
4,75 No. 4 28 4,37
TOTA
L 54,1 8,3
Valor perdida media por acción del Sulfato de Magnesio ( Mg)=
15,4
ESTADO INICIAL Y FINAL DE LAS PARTICULAS MAYORES A 3/4"
TAMIZ QUE
PESO INICIAL No. PARTICULAS
No. PARTICU
LAS
PARTICULAS CLASIFICACION SEGÚN ACCION
RETIENE grs. INICIALES
EN BUEN ESTAD
O AFECTADAS
AGRIETADAS
PARTIDAS
ESCAMOSAS
DESINTEGRAD
AS
2"
1 1/2"
1 "
3/4"
29
1/2" 670,5 82 76 6 10 2 6
3/8" 330,5 135 123 12 12 2 12
Figura 7
Fuente: Autor
Acá se puede apreciar que el material está por debajo de 18% y por ende cumple.
5.1.5. Limite líquido
Se procedió en este momento a hacer una prueba para determinar el limite liquido del
material, encontrando que el resultado es N.L. no líquido, ensayo que se realizó de acuerdo
a la norma I.N.V. E – 125 – 13.
5.1.6. Limite líquido
Se procedió en este momento a hacer una prueba para determinar el límite plástico del
material, encontrando que el resultado es N.P. no plástico, ensayo que se realizó de acuerdo
a la norma I.N.V. E – 126 – 13.
30
5.1.7. Equivalente de arena
Acto seguido se realizó el ensayo de equivalente de arena de la norma INV –E- 133- 07,
obteniendo los siguientes resultados:
EQUIVALENTE DE ARENA DE SUELOS Y AGREGADOS FINOS
INV-133-07
Codigo
Version 1
Fecha
Pagina 1 de 1
Aprobo VoBo
OBRA:
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO
NORMA:
INV-133-
07
CLIENTE: Nª CONTRATO:
LOCALIZACION:
DESCRIPCION: Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o ningún fino
FECHA RECIBO: FECHA ENSAYO:
OBSERVACIONES: RECICLADOS INDUSTRIALES
TABLA DE DATOS
ENSAYOS 1 2 3
Solución Stock Conc. (Sol./Agua) 88 c.c./ 3.785 Lts. 88 c.c./ 3.785 Lts. 88 c.c./ 3.785 Lts.
TIEMPO 30 min. 30 min. 30 min.
LECTURA ARCILLA 13,3 13,4 13,3
LECTURA ARENA 3,7 3,8 3,8
EQUIV. ARENA 27,82 28,36 28,57
PROMEDIO E.A. = 28,25
LECTURA ARENA
31
EQUIVALENTE DE ARENA E.A. = ------------------------------ * 100
LECTURA ARCILLA
Figura 8
Fuente: Autor
Acá nos arroja como se puede ver un resultado inferior a 30% cumpliendo también en este
punto.
32
5.1.8 Porcentaje de caras fracturadas en los agregados
La siguiente tabla muestra los resultados obtenidos para el ensayo de la norma – E-INV-
227:
PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN AGREGADOS INV-E-227-07
Codigo
Version 1
Fecha
Pagina 1 de 1
Aprobo
VoBo .
OBRA:
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO
NORMA:
INV-227-07
CLIENTE:
Nª CONTRATO:
LOCALIZACION:
DESCRIPCION:
Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o ningún fino
FECHA RECIBO:
FECHA ENSAYO:
14/10/2014
OBSERVACIONES: RECICLADOS INDUSTRIALES
TAMAÑO DEL AGREGADO A
(g) F 1 (g)
F 2 (g)
Q 1
(g)
Q 2
(g)
N (g)
P 1 (%)
P 2 (%)
PASA TAMIZ
RETENIDO EN TAMIZ
1 1/2" 1"
1" 3/4"
3/4" 1/2" 741,60 705 725 12 5 98,5 99,4
1/2" 3/8" 693,50 622 640 9 45 92,7 93,5
SUMATORIA 1435,1 1327 1365 191,28 192,87
PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS - UNA CARA. 95,6
PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS - DOS CARAS. 96,4
33
A PESO MUESTRA, grs.
F 1
PESO MATERIAL CON 1 CARA FRACTURADA, grs.
F 2
PESO MATERIAL CON 2 CARAS FRACTURADAS, grs.
Q 1
PESO TOTAL PARTICULAS CUESTIONABLES 1 CARA. grs
Q 2
PESO TOTAL PARTICULAS CUESTIONABLES 2 CARAS. grs
N
PESO TOTAL PARTICULAS SIN CARAS FRACTURADAS. grs.
P 1 % PARTICULAS CON 1 CARA FRACTURADA.
P 2
% PARTICULAS CON 2 CARAS FRACTURADAS.
Figura 9
Fuente: Autor
Acá encontramos que el material cumple tanto para 1 como para 2 caras.
34
5.1.9 Índice de aplanamiento y alargamiento
INDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS AGREGADOS
PARA CARRETERAS INV-E-230-07
Codigo
Version 1
Fecha
Pagina 1 de 1
Aprobo
VoBo
OBRA: INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO
NORMA: INV-230-07
CLIENTE:
Nª CONTRATO:
LOCALIZACION:
DESCRIPCION:
Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o ningún fino
FECHA RECIBO:
FECHA ENSAYO:
OBSERVACIONES:
RECICLADOS INDUSTRIALES
DATOS GENERALES APLANAMIENTO ALARGAMIENTO
TAMAÑO DEL AGREGADO A (g)
B (g)
C (g)
INDICE APLANAMIENTO FRACCION Ili
D
E (g)
F (g)
INDICE ALARGAMIE
NTO FRACCION
Lai G PASA TAMIZ RETENIDO EN TAMIZ
1 1/2" 1"
1" 3/4"
3/4" 1/2" 16 741,60 159,30 21,5% 741,60 145,80 19,66%
1/2" 3/8" 10 693,50 84,50 12,2% 693,50 115,20 16,61%
26,2
Indice Aplanamiento
total = 17,9%
Indice Alargamiento
total = 18,5%
35
APLANAMIENTO = 17,9
%
INDICES OBTENIDOS
ALARGAMIENTO = 18,5
%
A % RETENIDO
B PESO FRACCIONES Mi
C PESO QUE PASA Mli
D INDICE APLANAMIENTO FRACCION Ili
E PESO FRACCIONES Mi
F PESO RETENIDO Mai
G INDICE ALARGAMIENTO FRACCION Lai
Figura 10
Fuente: Autor
El material estudiado cumple tanto para alargamiento como aplastamiento.
36
5.1.10 Angularidad de la fracción fina
Por último y para finalizar la etapa de caracterización del material se procede a realizar el
ensayo de angularidad de la fracción fina de acuerdo a la norma INV-E-239, el cual arrojó
los siguientes resultados:
DETERMINACION DEL
CONTENIDO DE VACIOS EN AGREGADOS FINOS NO
COMPACTADOS
Codigo
Version 0
Fecha
Pagina 1 de 1
INV-E-239-07 Aprobo VoBo
OBRA:
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO
NORMA: INV-239-07
CLIENTE: Nª CONTRATO:
LOCALIZACION:
DESCRIPCION: Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o ningún fino
FECHA RECIBO: FECHA ENSAYO:
OBSERVACIONES: RECICLADOS INDUSTRIALES
Masa del medidor vacio (Pv) grs 245,3 245
Masa del medidor lleno con agua (Pa) grs 345,8 345,5
Masa del medidor con el aregado (Pm) grs 364,6 364,7
Masa neta del agregado (F) grs 119,3 119,7
Temperatura del agua (T) 23,3 23,3
Masa neta del agua (M) grs 100,5 100,5
Densidad del agua (D) Kg/m3 998 998
Volumen del cilindro ml (v) m3 97,5 97,5
Densidad bulk del agregado (G)
2,58 2,58
Porcentaje de vacios sin compactar % U
52,6 52,4
37
PORCENTAJE DE VACIOS SIN COMPACTAR % U 52,5
FRACCIONES DE TAMAÑO INDIVIDUAL MASA
2,36 mm (No 8 ) a 1,18 mm (No 16) 44
1,18 mm (No 16 ) a 600 um (No 30) 57
600 um (No 30) a 300 um (No 50) 72
300 um (No 50) a 150 um (No 100) 17
FRACCIONES TOTALES 190
Figura 11
Fuente: Autor
38
5.2 Proctor Estandar
Para hallar la humedad óptima, con la que se van a realizar las subsecuentes pruebas de y
resistencia a la compresión, fue necesario realizar una prueba de proctor estándar, siguiendo
la norma INV-E-141-07 y la cual arrojo los siguientes datos:
RELACION DE HUMEDAD-MASA UNITARIA
Código
SECA EN LOS SUELOS. ENSAYO DE
Versión 1
PROCTOR ESTANDAR Fecha
INV-E-141-07 Pagina 1 de 1
Aprobó VoBo
OBRA:
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES
MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR
COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO
RECICLADO.
NORMA: INV-
141-
07
CLIENTE: Nª
CONTRATO:
LOCALIZACION:
DESCRIPCION: Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de
poco o ningún fino
FECHA RECIBO: 07/10/2014 FECHA
ENSAYO:
OBSERVACIONES:
PROCTOR MODIFICADO ____
MARTILLO 10lbs
ESTANDAR ___X__
CAIDA 18"
NORMA E-141 _____
No CAPAS 3
GOLPES x CAPA 25
MOLDE
MUESTRA HUMEDA + MOLDE g 5322 5468 5501 5442
PESO DEL MOLDE g 3780 3780 3780 3780
PESO MUESTRA HUMEDA g 1542 1688 1721 1662
PESO MUESTRA SECA g 1483 1583 1584 1492
PESO MUESTRA SECA lb 3,269 3,489 3,492 3,29
0
VOLUMEN DEL MOLDE cm³ 919 919 919 919
DENSIDAD
MUESTRA SECA lb/pie³ 100,67 107,45 107,55
101,
33
39
DENSIDAD
MUESTRA SECA g/cm³ 1,613 1,722 1,724
1,62
4
CALCULO DE CONTENIDO DE HUMEDAD (%W)
RECIPIENTE 11 7 60 61
P1 MATERIAL HUMEDO +
RECIPIENTE 315,00 321,00 269,00
241,
00
P2 MATERIAL SECO + RECIPIENTE 305 308 251 221
P3 PESO RECIPIENTE 55 113 43 45
P4 PESO DE AGUA 10,00 13,00 18,00 20,0
0
P5 PESO MATERIAL SECO 250 195 208 176
PORCENTAJE DE HUMEDAD, (W%) 4,00 6,67 8,65 11,3
6
DENS MAX g/cm³
1,730
DENS MAX lb/pie³
107,9
52
W OPTIMA 7,80%
OBSERVACIONES
Figura 12
Fuente: Autor
1,613
1,722 1,724
1,624
1,60
1,62
1,64
1,66
1,68
1,70
1,72
1,74
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
DE
NS
S
EC
A g
r/c
m3
HUMEDAD %W
Curva de Compactación
40
Tras la prueba encontramos que la humedad optima (%W optimo) es de 7,8%, que es la que
se usara para las pruebas con humedad optima, y por ende, para las pruebas con humedad
superior a la óptima se utilizara 9,8%, dos puntos percentiles arriba de W% optima.
5.3 Resistencia a la Compresión de Cilindros Preparados de Suelo - Cemento Inv-
E-809-07
Como se había planificado una vez obtenida la humedad optima se procede a realizar las
pruebas de resistencia a la compresión de los cilindros preparados con el material, primero
se realiza la prueba para la humedad optima, y esta se hace para cilindros con 0, 7, 14, 28,
56 días de curado, cada prueba se repite 3 veces y como resultado se toma el promedio de
los 3 ensayos.
Los resultados se pueden apreciar en la siguiente tabla:
RESISTENCIA A LA COMPRESION DE CILINDROS PREPARADOS DE SUELO - CEMENTO INV-E-809-07
OBRA:
INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO.
DESCRIPCION: Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o ningún fino
MUESTRA No.
FECHA DE TOMA
No. PROBET
A
DIAS DE CURADO
FECHAS DE
ROTURA
DIAMETRO PROBETA cm
ALTURA PROBETA cm
PESO
PROBET
A grs
DENSIDA
D grs/cm3
CARGA APLICADA, kgf
RESISTENCIA
Kgr/cm2
RESISTENCIA
DISEÑO
Kgr/cm2
PROMEDI
O
Medida
No. 1
cm
Medida
No. 2
cm
Medida
No. 3
cm
Diámetr
o promed
io cm
Medida
No. 1
cm
Medida
No. 2
cm
Medida
No. 3
cm
Altura
promed
io cm
1 9/10/201
4 1 0
9/10/2014
10,22
10,23
10,22
10,22
11,68
11,69
11,68
11,68
1900,0
1,981
52,0 0,63
1 9/10/201
2 0 9/10/2014
10,21
10,23
10,23
10,22
11,69
11,68
11,69
11,69
1891,0
1,971
44,9 0,55
41
4
1 9/10/201
4 3 0
9/10/2014
10,22
10,22
10,22
10,22
11,68
11,68
11,68
11,68
1894,0
1,977
45,9 0,56 0,58
2 10/10/2014
4 7 17/10/2014
10,20
10,22
10,21
10,21
11,69
11,67
11,68
11,68
1971,0
2,061
81,9 1,00
2 10/10/2014
5 7 17/10/2014
10,22
10,23
10,22
10,22
11,68
11,68
11,67
11,68
1977,0
2,063
66,4 0,81
2 10/10/2014
6 7 17/10/2014
10,21
10,21
10,22
10,21
11,68
11,67
11,66
11,67
1970,0
2,060
54,6 0,67 0,82
3 14/10/2014
7 14 28/10/2014
10,22
10,20
10,23
10,22
11,68
11,67
11,67
11,67
1981,0
2,070
85,1 1,04
3 14/10/2014
8 14 28/10/2014
10,22
10,21
10,22
10,22
11,67
11,67
11,68
11,67
1980,0
2,069
80,6 0,98
3 14/10/2014
9 14 28/10/2014
10,21
10,20
10,21
10,21
11,66
11,68
11,67
11,67
1975,0
2,068
82,8 1,01 1,01
4 15/10/2014
10 28 12/11/2014
10,22
10,22
10,20
10,21
11,68
11,68
11,67
11,68
2001,0
2,092
98,2 1,20
4 15/10/2014
11 28 12/11/2014
10,21
10,20
10,20
10,20
11,67
11,67
11,68
11,67
1999,0
2,094
86,7 1,06
4 15/10/2014
12 28 12/11/2014
10,21
10,21
10,19
10,20
11,67
11,70
11,67
11,68
1996,0
2,090
81,7 1,00 1,09
5 16/10/2014
13 56 11/12/2014
10,22
10,22
10,19
10,21
11,68
11,68
11,68
11,68
2001,0
2,092
109,3
1,34
5 16/10/2014
14 56 11/12/2014
10,23
10,21
10,20
10,21
11,69
11,69
11,67
11,68
2005,0
2,095
92,8 1,13
5 16/10/2014
15 56 11/12/2014
10,20
10,22
10,19
10,20
11,68
11,68
11,66
11,67
1998,0
2,093
89,7 1,10 1,19
Figura 13
Fuente: Autor
Luego y con el fin de comparar el comportamiento a una humedad superior a la óptima se
procede a agregar dos puntos porcentuales más de agua para llegar a 9,8% y se procede a
realizar la prueba de forma idéntica a la anterior.
42
Acá se puede ver el resultado:
RESISTENCIA A LA COMPRESION DE CILINDROS PREPARADOS DE SUELO - CEMENTO INV-E-809-07
OBRA: INFLUENCIA DEL CURADO EN LAS PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO.
DESCRIPCION: Grava mal gradada; mezclas de grava-arena de poco o ningún fino
MUESTRA No.
FECHA DE
TOMA
No. PROBETA
DIAS DE
CURADO
FECHAS DE
ROTURA
DIAMETRO PROBETA cm
ALTURA PROBETA cm
PESO
PROBETA grs
DENSIDA
D grs/cm3
CARGA
APLICAD
A, kgf
RESISTENCI
A Kgr/cm2
RESISTENCI
A DISEÑO
Kgr/cm2
Medida No. 1
cm
Medida No. 2
cm
Medida No. 3
cm
Diámetro
promedio cm
Medida
No. 1
cm
Medida
No. 2
cm
Medida
No. 3
cm
Altura
promedio cm
6 17/10/2014
16 0 17/10/2014
10,20
10,21
10,22
10,21 11,6
8 11,68
11,67
11,68
1969,0
2,060 51,9 0,63
6 17/10/2014
17 0 17/10/2014
10,21
10,21
10,21
10,21 11,6
8 11,67
11,66
11,67
1971,0
2,063 69,7 0,85
6 17/10/2014
18 0 17/10/2014
10,20
10,21
10,21
10,21 11,6
7 11,67
11,67
11,67
1966,0
2,059 55,1 0,67 0,72
7 18/10/2014
19 7 25/10/2014
10,20
10,22
10,21
10,21 11,6
7 11,67
11,66
11,67
1996,0
2,090 63,5 0,78
7 18/10/2014
20 7 25/10/2014
10,22
10,22
10,21
10,22 11,6
7 11,67
11,67
11,67
1992,0
2,082 65,0 0,79
7 18/10/2014
21 7 25/10/2014
10,20
10,20
10,21
10,20 11,6
7 11,67
11,67
11,67
1994,0
2,090 65,9 0,81 0,79
8 20/10/2014
22 14 3/11/2014
10,21
10,20
10,22
10,21 11,6
8 11,67
11,67
11,67
1973,0
2,064 98,6 1,20
8 20/10/2014
23 14 3/11/2014
10,21
10,21
10,22
10,21 11,6
8 11,68
11,67
11,68
1981,0
2,071 93,9 1,15
8 20/10/2014
24 14 3/11/2014
10,21
10,21
10,21
10,21 11,6
8 11,68
11,68
11,68
1970,0
2,060 91,5 1,12 1,16
9 21/10/2014
25 28 18/11/2014
10,21
10,21
10,21
10,21 11,6
8 11,68
11,68
11,68
1991,0
2,082 108,
3 1,32
9 21/10/2014
26 28 18/11/2014
10,20
10,20
10,22
10,21 11,6
8 11,67
11,67
11,67
1980,0
2,073 92,8 1,13
9 21/10/2014
27 28 18/11/2014
10,20
10,20
10,22
10,21 11,6
7 11,68
11,67
11,67
1989,0
2,082 92,6 1,13 1,20
43
10 22/10/2014
28 56 17/12/2014
10,21
10,22
10,22
10,22 11,6
7 11,68
11,67
11,67
1981,0
2,070 95,6 1,17
10 22/10/2014
29 56 17/12/2014
10,21
10,22
10,22
10,22 11,6
7 11,67
11,67
11,67
1989,0
2,079 120,
3 1,47
10 22/10/2014
30 56 17/12/2014
10,21
10,22
10,22
10,22 11,6
7 11,67
11,67
11,67
1982,0
2,072 101,
1 1,23 1,29
Figura 14
Fuente: Autor
5.4 Proctor modificado
Para hallar la humedad óptima, con la que se van a realizar las subsecuentes pruebas CBR,
fue necesario realizar una prueba de proctor modificado, siguiendo la norma INV-E-142-13
y la cual arrojo los siguientes datos:
RELACION DE HUMEDAD-MASA UNITARIA SECA EN LOS SUELOS. ENSAYO DE
PROCTOR MODIFICADO INV-E-142-13
Código
Versión 1
Fecha 03/01/201
4
Pagina 1 de 1
Aprobó VoBo
OBRA:
INFLUENCIAA DEL CURADO EN LAS
PROPIEDADES MECANICAS DE UN MATERIAL
DE BASE GRANULAR COMPUESTO POR
AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO.
NORMA:
INV-142-
13
CLIENTE: Nª CONTRATO:
LOCALIZACION: MATERIAL TIPO BASE GRANULAR
RECICLADA
DESCRIPCION:
FECHA RECIBO: 21/10/2
014
FECHA
ENSAYO: 21/10/2
014 OBSERVACIONES: CBR HUMEDAD OPTIMA DEL
PROCTOR
44
PROCTOR
MODIFICA
DO _X___
MARTILLO 10lbs
ESTANDAR _____
CAIDA 18"
NORMA E-
142 _____
No CAPAS 5
GOLPES x
CAPA 56
MOLDE
MUESTRA HUMEDA + MOLDE g 6305 6485 6552 6431
PESO DEL MOLDE g 2238 2238 2238 2238
PESO MUESTRA HUMEDA g 4067 4247 4314 4193
PESO MUESTRA SECA g 3823 3942 3951 3816
PESO MUESTRA SECA lb 8,429 8,692 8,710 8,412
VOLUMEN DEL MOLDE cm³ 2134 2134 2134 2134
DENSIDAD MUESTRA
SECA lb/pie³ 111,79 115,28 115,52 111,57
DENSIDAD MUESTRA
SECA g/cm³ 1,792 1,847 1,851 1,788
CALCULO DE CONTENIDO DE HUMEDAD (%W)
RECIPIENTE 363 242 452 15
P1 MATERIAL HUMEDO +
RECIPIENTE 535,00 559,00 504,00 482,00
P2 MATERIAL SECO +
RECIPIENTE 507 523 465 445
P3 PESO RECIPIENTE 68 57 41 71
P4 PESO DE AGUA 28,00 36,00 39,00 37,00
P5 PESO MATERIAL SECO 439 466 424 374
PORCENTAJE DE HUMEDAD,
(W%) 6,38 7,73 9,20 9,89
DENS MAX g/cm³
1,860
DENS MAX
lb/pie³ 116,064
W OPTIMA 8,20%
OBSERVACIONES
1,792
1,847 1,851
1,788
1,76
1,78
1,80
1,82
1,84
1,86
1,88
5 6 7 8 9 10 11
DE
NS
S
EC
A g
r/c
m3
HUMEDAD %W
Curva de Compactación
45
Figura 15
Fuente: Autor
Tras la prueba encontramos que la humedad optima (%W optimo) es de 8,2%, que es la que
se usara para las pruebas con humedad optima, y por ende, para las pruebas con humedad
superior a la óptima se utilizara 10,2%, dos puntos percentiles arriba de W% optima.
5.5 CBR
Se ejecuta este ensayo haciendo pruebas tanto para humedad optima como 2% adicional a
la %W optimo, como lo indica la norma se realizó la prueba para una densidad de
compactación inferior a 95% y otra superior a 100%, de igual manera se tomaron los
resultados tanto los valores de presión correspondientes a 2.54 y 5.08 mm (0,1" y 0,2") de
penetración, si el valor resulto mayor para 0,1” se tomó este valor, en caso contrario se
repitió la prueba y si el resultado era el mismo se tomaba el mayor. Este ejercicio se hizo
para 0, 7, 14, 28 y 56 días de curado.
Teniendo en cuenta que los resultados arrojan más de 50 tablas a continuación se presenta
un resumen donde se pueden ver los datos obtenidos:
46
DIAS DE CURADO
CBR % OP PM 56 G-0.1 "
CBR % OP PM 56 G-0.2 "
CBR % OP PM 26 G-0.1 "
CBR % OP PM 26 G-0.2 "
CBR % OP PM 12 G-0.1 "
CBR % OP PM 12 G-0.2 "
CBR % OP PM CBR 95%
CBR % OP PM CBR 100%
OD 78,87 94,78 67,13 72,09 50,73 59,96 74,00 94,00
7D 84,43 100,29 70,03 78,60 54,73 57,76 79,00 99,00
14D 132,17 136,27 77,63 105,11 35,00 68,53 98,00 136,00
28D 198,30 211,64 111,57 125,58 61,10 74,31 105,00 202,00
56D 312,40 254,56 166,50 173,56 103,03 112,91 182,00 260,00
CBR % OP PM+2% AGUA 56 G-0.1 "
CBR % OP PM +2% AGUA 56 G-0.2 "
CBR % OP PM +2% AGUA 26 G-0.1 "
CBR % OP PM +2% AGUA 26 G-0.2 "
CBR % OP PM+2% AGUA 12 G-0.1 "
CBR % OP PM+2% AGUA 12 G-0.2 "
CBR % OP PM+2% AGUA CBR 95%
CBR % OP PM +2% AGUA CBR 100%
OD 191,47 178,29 106,07 124,49 29,60 37,87 119,00 175,00
7D 200,00 188,87 89,30 114,33 28,10 37,58 122,00 184,00
14D 162,50 164,87 82,63 115,33 66,47 76,38 132,00 172,00
28D 160,70 191,96 117,87 137,31 60,50 68,62 120,00 190,00
56D 260,33 0,00 241,30 225,04 131,40 124,67 185,00 270,00
Figura 16
Fuente: Autor
47
Y en estas dos graficas se puede apreciar la variación de los resultados:
Figura 17
Fuente: Autor
Figura 18
Fuente: Autor
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
OD 7D 14D 28D 56D
CBR % OP PM 56 G-0.1 "
CBR % OP PM+2% AGUA 56 G-0.1 "
CBR % OP PM 56 G-0.2 "
CBR % OP PM +2% AGUA 56 G-0.2 "
CBR % OP PM 26 G-0.1 "
CBR % OP PM +2% AGUA 26 G-0.1 "
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
OD 7D14D
28D56D
CBR % OP PM CBR 95%
CBR % OP PM CBR 100%
CBR % OP PM+2% AGUA CBR95%
CBR % OP PM +2% AGUA CBR100%
48
5.6 Resumen de los resultados
CBR % OP PM CBR 95%
CBR % OP PM CBR 100%
CBR % OP PM+2% AGUA CBR 95%
CBR % OP PM +2% AGUA CBR 100%
RC %OP
RC 2%OP
0D 74,00 94,00 119,00 175,00 0,58 0,72
7D 79,00 99,00 122,00 184,00 0,82 0,79
14D 98,00 136,00 132,00 172,00 1,01 1,16
28D 105,00 202,00 120,00 190,00 1,09 1,20
56D 182,00 260,00 185,00 270,00 1,19 1,29
Figura19
Fuente: Autor
Figura 20
Fuente: Autor
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
0 20 40 60
Kg/
cm2
DIAS DE CURADO
RES. COMPRESION Vs. DIAS CURADO
RC %OP
RC 2%OP
49
Figura 21
Fuente: Autor
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
0 20 40 60
% C
BR
DIAS DE CURADO
CBR vs. DIAS DE CURADO
CBR % OP PM CBR95%
CBR % OP PM CBR100%
CBR % OP PM+2%AGUA CBR 95%
CBR % OP PM +2%AGUA CBR 100%
50
6. Análisis e Interpretación de los Resultados
De los resultados se puede apreciar que claramente hay una relación con el tiempo de
curado y el incremento en la resistencia del material, pues es claro que a medida que se dejó
en la cámara de curado más tiempo la resistencia aumento, muy seguramente por la
presencia de partículas de cemento que no habían sido activadas en la primera mezcla del
concreto.
También se hizo evidente que el material en todos los casos adquirió mayor resistencia
cuando se le agrego una humedad superior a la óptima, esto puede deberse en parte a la
humectación de las partículas de cemento no hidratadas que adquirieron rigidez con el
tiempo de curado o que estas al hidratar aumentaron su tamaño reduciendo los vacíos en el
material.
Otro resultado que se puede ver es que la resistencia entre la muestra con humedad optima
y aquella con humedad superior es mayor desde el día cero, es decir cuando no había
ningún curado, esto es posible ya que si bien las muestras se ensaya el día cero, entre su
elaboración y su prueba pasan minutos e incluso horas en los que las partículas de cemento
se hidratan, lo cual nos indica que el nivel de absorción de las partículas es alto así como es
alta la cantidad de partículas sin hidratar.
Es posible ver también que el material cumple con toda las condiciones de caracterización y
resistencia que exige para el material de base la normativa actual para el diseño de
carreteras por lo cual es un material que cumple a cabalidad con lo exigido sin embargo es
claro que ninguna de las pruebas de caracterización del material estudian su capacidad auto
cementante, rigidez que con esta adquiere y su posible influencia sobre la capa de
rodadura.
Otro resultado que se ve y que se esperaba es que la resistencia aumenta sustancialmente en
los primeros 28 días de curado, sin embargo aumenta muy gradualmente después de esta
fecha.
51
7. Conclusiones
Con base en los resultados y su análisis se puede concluir lo siguiente:
El Agregado de Concreto Reciclado obtenido de una planta de reciclaje de Bogotá y
objeto de este estudio es viable como material de base para ser usado en carreteras,
ya que tenemos que en el proceso de caracterización se encontró que en su gran
mayoría tiene un comportamiento similar o de superiores calidad que los agregados
pétreos que se consiguen en el mercado actualmente.
Luego del proceso de curado se puede concluir que el Agregado de concreto
Reciclado en efecto tiene un comportamiento similar al de las bases tratadas con
cemento y de hecho posee unas capacidades autocementantes fruto de las partículas
no hidratadas de cemento que se encuentran en él y que se reactivan con el triturado
y posterior humedecimiento del material.
Encontramos que en efecto la capacidad de soporte de un ACR se incrementa a
medida que trascurren los días de curado principalmente durante los 28 días,
comportamiento similar al de cualquier concreto por lo que se puede concluir que
en adelante su comportamiento va a coincidir en muchas de las características de un
concreto normal, así como con las de una base tratada con cemento.
El ACR mejora su resistencia con una humedad superior a la óptima por lo que se
sugiere que esta investigación sea continuada para saber hasta qué punto se puede
aumentar la humedad mejorando la resistencia y saber cuándo ya el aumento de
humedad va en detrimento de la resistencia.
52
8. Bibliografía
8.1 Libros
(Fedesarrollo, 2006) El sector de materiales de la construcción en Bogotá-Cundinamarca.
(Carlos Mauricio Bedoya Montoya, 2003) El concreto reciclado con escombros como
generador de hábitats urbanos sostenibles.
8.2 Revistas:
(J. D. Thompson y H. H. Bashford, 2012) Concrete Recycling and Utilization of Recycled
Concrete: An Investigation of the Barriers and Drivers within the Phoenix
Metropolitan Area.
(Daniel Ott, 2006) Oferta y Demanda de Recursos Minerales Secundarios en Medellín,
Colombia,
(Richard E.Y. Yeo and Kieran G. Sharp, 1997) Recycled crushed concrete stabilised with
cementitious binders.
(A. R. Gabr and D. A. Cameron, 2012) Properties of Recycled Concrete Aggregate for
Unbound Pavement Construction.
(Maria Arm, 2001) Self-cementing properties of crushed demolished concrete in unbound
layers: results from triaxial tests and field tests.
(Chi-Sun Poon , X.C. Qiao, Dixon Chan, 2006) The cause and inXuence of self-cementing
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base.
(INVIAS, 2007) Compresión simple en muestras de suelos I.N.V. E – 152 – 07.
53
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los pavimentos asfálticos o flexibles. Escuela de Ingeniería de Antioquia.
Using Recycled Concrete in MDOT’s Transportation Infrastructure— Manual of Practice
(Nicolás Rozo, 2011) Estado del arte del concreto reciclado, Universidad de los Andes.
8.3 Cibergrafía
Federal Aviation Administration
http://www.faa.gov/airports/engineering/engineering_briefs/media/EB_14.pdf
54
Apéndice 1: Registro Fotográfico
Fuente: Autor
Fuente: Autor
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Fuente: Autor
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