Revista HORMIGÓN · 2020. 11. 5. · Resumen. El CIRSOC 201-2005 (C201) se basó en el ACI 318 y se aprobó en 2005. Su tecnología sigue siendo ACI con algún agregado europeo

Revista HORMIGÓN

Revista Hormigón 59 - 1

Revista Hormigón 592020

ISSN-0325-8947

Dirección de la RevistaCorrientes 2438 - 4º Piso - Oficina 4 (C1046AAP).Ciudad Autónoma de Buenos Aires - RepúblicaArgentina.www.aath.org.arEntidad con personería jurídica Nº 05005/81

Número especial dedicado a las Conferencias Invitadas del IX Congreso Internacional y 23a

Reunión Técnica AATH2020.Precio del ejemplar: $ 180.-

Los artículos son publicados con la solaresponsabilidad de los autores. La Dirección no sesolidariza con las opiniones vertidas en los mismos. Los artículos pueden reproducirse total oparcialmente citando la fuente. Registro Nacionalde la Propiedad Intelectual Nº 5.344.085Propietario: Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón.

SUMARIO

3 Bases para un Código de Tecnología del Hormigón. Ideas para futuros reglamentosGiovambattista, A.

15 Evaluación de hormigones con cementos compuestos respecto a su sustentabilidad y durabilidadGettu, R.

17 Fibras y armaduras en fibra de vidrio para construcciones más eficientesBarragán, B. E.

25 Aplicaciones estructurales de hormigones reforzados con fibras poliméricasConforti, A.

33 Challenging construction industry with C&DW: opportunities and limitsCourard, L.; Zhao, Z. and Hubert, J.

47 Cálculos sobre el grado de carbonatación del hormigón Andrade, C.

57 Activación alcalina y uso integral de desechos de construcción y demolición: Producción de concretos y elementos constructivosMejía, R., Robayo-Salazar, R.y Valencia-Saavedra, W.

DirectoraGraciela Marta Giaccio

Secretaria GeneralMaría Celeste Torrijos

Secretaria AcadémicaViviana Rahhal

Comité AcadémicoViviana Bonavetti, María Angélica Claría, Ricardo Leonardo Checmarew, Ángel Antonio Di Maio, Alberto Giovambattista, Edgardo Fabián Irassar, Milan Klaric, Luis Pascual Traversa, Daniel VioIini, Raúl L. Zerbino

H59 Revista HORMIGON

Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón • 1

2 - Revista Hormigón 59

Comisión Directiva AATH2020

Presidente

POSITIERI, María Josefina

Vicepresidente

ZERBINO, Raúl

Secretario

POLZINETTI, Matías

Secretario de actas

RAHHAL, Viviana

Tesorero

BALZAMO, Humberto Marcelo

Pro-Tesorero

FORNASIER, Gastón

Vocal titular 1º

BENITEZ, Graciela Alejandra

Vocal titular 2º

CABRERA, Oscar

Vocal titular 3º

LÓPEZ, Raúl Alberto

Vocal titular 4º

PALAZZI, Silvia

Vocal suplente 1º

PERRONE, Fernando

Vocal suplente 2º

ZEGA, Claudio Javier

Revisor de cuentas 1º

GARCÍA, Adriana Beatriz

Revisor de cuentas 2º

STUMPF, Pablo Gustavo Agustín

2 • Revista Hormigón 59

Giovambattista, Revista Hormigón 59 (2020) 3 – 14

Bases para un Código de Tecnología del Hormigón. Ideas para futuros reglamentos

Ing. Alberto Giovambattista

[email protected]

Ingeniero Civil de la UNLP. Ex Profesor Titular y Decano de la Facultad de Ingeniería, UNLP. Director de carreras de postgrado en Tecnología y Construcciones de Hormigón en UNLP y UNCPBA. Miembro Titular de la Academia Nacional de Ingeniería y de la Academia de la Ingeniería de la PBA. Asesor del CIRSOC INTI para los Reglamentos de Estructuras de Hormigón 201 M 1995 y 201 2005. Fundador y ex Presidente AATH Fellow del ACI. Premio KONEX 2013 en Ciencia y Tecnología, Diploma al Mérito en Ing. Civil, Mecánica y de Materiales 2013. Autor de 90 artículos en revistas, un libro y capítulos de libros. Consultor para el proyecto, construcción y/o mantenimiento de obras de hormigón 1973-2020.

Resumen

El CIRSOC 201-2005 (C201) se basó en el ACI 318 y se aprobó en 2005. Su tecnología sigue siendo ACI con algún agregado europeo. Pero se debe actualizar y complementar con regulaciones para estructuras específicas. Para ello la AATH debe ser protagonista y el trabajo Bases para un Código Modelo (BCM) intenta ayudar. El BCM no es un Reglamento sino un libro con una contribución académica para el medio productivo. Se basó en el C201, mantiene sus criterios básicos, actualiza requerimientos e incorpora las nuevas tecnologías. Se destacan los conceptos más modernos para evitar la RAS, la incorporación de un modelo prestacional para evitar la corrosión por carbonatación y la ampliación de los criterios de conformidad por resistencia. Se agregó un capítulo sobre fisuración y recubrimientos y otro de hormigones con características no convencionales. Este último incluye hormigón autocompactable, proyectado, reforzado con fibras, con agregados reciclados, de retracción compensada y masivo estructural.

Palabras

clave hormigón, CIRSOC 201-2005, normativa, reglamentos

Abstract

CIRSOC 201-2005 (C201) was based on ACI 318 and was approved in 2005. Its technology continues to be ACI with some European aggregate. But it must be updated and supplemented with regulations for specific structures. For this, the AATH must be the protagonist and the work Bases para un Código Modelo (BCM) tries to help. The BCM is not a regulation but a book with an academic contribution to the productive environment. It was based on the C201, maintains its basic criteria, updates its requirements and incorporates new technologies. The most modern concepts to avoid RAS, the incorporation of a performance model to avoid carbonation corrosion and the expansion of the compliance criteria for resistance are highlighted. A chapter on cracking and covers was added and another on concretes with unconventional characteristics. The latter includes self-compacting, sprayed, fiber-reinforced, with recycled aggregates, compensated shrinkage, and massive structural.

Key words

concrete, CIRSOC 201-2005, standards, regulations





INTRODUCCIÓN

En las dos últimas Reuniones Técnicas (RT) dela AATH tuve el privilegio de hablarles sobre distintos aspectos de la Tecnología del Hormigón en el Reglamento CIRSOC 201-2005 (C201).

La primera oportunidad fue en Salta 2016, donde explicité los criterios básicos y les trasmití mis reflexiones a 11 años de la aprobación del reglamento. Dos años después, en Olavarría 2018, me referí a la experiencia recogida y a las perspectivas de la tecnología del hormigón en los reglamentos CIRSOC.

Concluí la última de dichas disertaciones,expresando algunos conceptos que siguen teniendo vigencia y coadyuvaron a la posibilidad de tener un reglamento de tecnología del hormigón. En la RT de Salta expresé que:

• La implementación del C201 fue exitosa, aunque algunos de sus contenidos han sido superados por el avance tecnológico.

• Debemos actualizar el C201 para Edificios, elaborar documentos para otras estructuras, continuar difundiendo los conocimientos y seguir formando recursos humanos.

• Los colegas de la AATH deben seguir siendo protagonistas en lo que hace a la tecnología del hormigón.

• Pero todos deben entender que estas acciones hacen a la seguridad y a la durabilidad de las estructuras. Por lo que protegen la vida y los bienes de los ciudadanos y ayudan a un mejor aprovechamiento de los recursos disponibles para realizar más y mejores obras.

En coincidencia con los conceptos anteriores, un grupo de amigos y colegas de la especialidad decidimos hacer una contribución y escribimos un libro que llamamos Bases para un Código Modelo de Tecnología del Hormigón (BCM). A ese libro, sus motivaciones y contenidos me voy a referir hoy.

Pero, como idea liminar, y para evitar confusiones, quiero reiterar conceptos que están en su mismo prólogo.

• Las BCM fueron escritas como una contribución académica que ponemos a disposición del medio productivo, en la creencia de que puede ser de utilidad para una futura actualización de regulaciones vigentes y la elaboración de otras inexistentes en nuestro medio.

• También puede ser útil para la redacción de especificaciones técnicas de proyectos específicos.

• Quizás con una falta de modestia, lohemos llamado Código Modelo, parafraseando otros documentos del mismo tipo porque, en definitiva, pretende ser un modelo de referencia que ayude aelaborar otros documentos.

• Debemos enfatizar que no es un Reglamento. Se trata de un libro al que hemos dado formato de código para facilitar su eventual adopción, total o parcial.

Debo señalar que algunos de los autores del BCM hemos participado en la elaboración del C201 y en versiones precedentes. Otros hemos investigado sus tecnologías y todos tenemos experiencia en su aplicación. De ello resultó una visión de la situación actual que catalizó este Código Modelo.

Es posible que los más jóvenes no conozcan toda la historia de nuestros reglamentos. Por eso, voy a reiterar algunos hitos significativos, que también están expresados en el Prólogo del BCM. La historia puede facilitar la comprensión del BCM.

Las especificaciones y recomendaciones sobre Tecnología del Hormigón en Argentina continúan una secuencia que comenzó con el PRAEH-1964y se mantuvo hasta la actualidad en el C201.Todos ellos tomaron como base los desarrollos, recomendaciones y códigos del American Concrete Institute (ACI).

En el año 1996 se editó el Reglamento CIRSOC 201-M (C201M-96) para su aplicación en el ámbito de la entonces Municipalidad de la Ciudad de Buenos Aires. Esta versión incorporó la tipificación de los ambientes a que estarán expuestas las estructuras. Dicha tipificación, que entonces no estaba en el ACI, se basó en las normas de la Comunidad Europea y,posteriormente, se incorporó actualizada en el C201.

Tuve oportunidad de presentar la tecnología del 201 en el First Workshop Structural Concrete for Americas, organizado por el American Concrete Institute dentro de su Convención en Phoenix, Arizona, U.S.A., octubre de 2002. El ACI recién introdujo una tipificación de los ambientes enrevisiones posteriores.

El C201 incorporó los conocimientos disponibles al momento de su elaboración. Como




consecuencia de ello aportó importantes innovaciones y progresos tecnológicos a las obras. Pero hoy resulta necesario avanzar. Como indicador de ello cabe destacar que la tipificación de los ambientes se basó en la versión preliminar de 1990 de la que luego sería la norma EN 206.

El primer borrador del C201 estaba terminado a fines del año 2000 y lo aprobó el Comité Ejecutivo del CIRSOC a principios de 2001. Pero, por la crisis de ese año, se postergó la discusión pública hasta el 2003. En el año siguiente se discutieron las observaciones, se consensuaron las objeciones y finalmente el Comité Ejecutivo lo aprobó en 2005. Es obvio que el reglamento vigente tiene tecnología del siglo pasado, aunque algunos de sus requerimientos se adecuaron a principios del presente.

En lo que va del siglo XXI, en el ámbito internacional se tuvieron avances importantes en durabilidad y en la tecnología de hormigones no convencionales. Algunos de esos temas se están aplicando en nuestras obras, al margen del C201.

En la práctica profesional también suelen presentarse dificultades para la aplicación del C201. Hay artículos cuya redacción no resultó del todo clara y sus comentarios tampoco son demasiado abundantes, lo cual genera dudas de interpretación en algunos usuarios.

Por otra parte, el C201 es para estructuras de edificios. Sin embargo, como en Argentina es el único reglamento que existe para estructuras de hormigón, se lo suele aplicar a todo tipo de construcciones. Esto ya había ocurrido con los reglamentos anteriores. Que puede aceptarse si se lo complementa con otros documentos que agreguen las regulaciones específicas; lo que no siempre ocurre y entonces surgen problemas en las obras.

Son ejemplos notorios la aplicación del C201 alproyecto de presas, a estructuras semi-masivas,al revestimiento de túneles y a las plantas de tratamiento de agua y de efluentes. Esas estructuras tienen aspectos específicos que superan las prescripciones del C201 y deben ser considerados.

Hicimos el C201 basándonos en el ACI-318, que es para edificios. Pero nos olvidamos que el mismo ACI tiene recomendaciones para los otros tipos de estructuras y que en USA existen también otros códigos elaborados por los entes estatales que se ocupan de las obras específicas como presas y puentes. Solo el ACI tiene 285

documentos técnicos únicos, de los cuales 19 son documentos de código (con otros seis documentos de código en desarrollo). Es evidente que las mencionadas recomendaciones y códigos nos están faltando, con excepción del Reglamento CIRSOC para puentes (CIRSOC 801- CIRSOC 802 y CIRSOC 804). Pero a este reglamento le falta el desarrollo de la parte de materiales y construcciones, que si está en el documento utilizado como referencia para su elaboración.

Los comentarios anteriores no deben interpretarse como una crítica al C201. Por el contrario, su puesta en vigencia significó, en su momento, un avance tecnológico muy importante. Pero luego no acompañamos la evolución tecnológica ni el progreso de las técnicas constructivas. Para remediar en parte esas falencias en la tecnología del hormigón,hemos elaborado este BCM con base en elC201. A las modificaciones más significativas me referiré más adelante en esta misma disertación.

Por otra parte, en los últimos años tuve conversaciones, con la Dirección del INTI-CIRSOC, sobre la necesidad de actualizar la tecnología del C201. En ellas siempre estaba presente que su código de referencia, el ACI318, en sus sucesivas actualizaciones, iba reduciendo la parte de tecnología y la derivaba a otros documentos del mismo ACI. Ello nos iba a plantear dificultades formales para actualizar nuestro C201. La solución a este problema tenía dos posibles alternativas. Una era volver al formato de dos volúmenes, como la versión 1983, de los cuales uno era materiales yconstrucción. La otra alternativa era elaborar un reglamento específico de tecnología del hormigón.

Como colaboración para cuando hubiera que afrontar la actualización del C201, y adoptar alguna de esas alternativas, nos pusimos a trabajar en las BCM. Cuando el libro estuvo terminado se lo hicimos llegar al INTI-CIRSOC y este lo tomó como referencia para hacer una consulta pública sobre la conveniencia de tener un reglamento de tecnología del hormigón.

Mientras esta consulta estaba en trámite, surgió un hecho nuevo que de alguna forma está en línea con la idea del BCM. La edición de junio de 2020 del Concrete International, publicó una carta del presidente del ACI, Jeffrey W. Coleman.La misma menciona que la Junta Directiva y el Comité de Actividades Técnicas (TAC) del ACI han propuesto una nueva estructura de códigos,




cuyos detalles se ajustarán los próximos meses.Se busca que la industria se familiarice con los códigos y ayudar a los defensores de las nuevas tecnologías a comprender cómo su información puede hacerse visible y, si corresponde, estandarizarla. Asimismo, el TAC ha aprobado tres nuevos comités de redacción de códigos. Uno de estos comités, el ACI / PCI 319, se ocupará exclusivamente de elementos paraestructuras de hormigón prefabricadas. Otro comité se centrará solo en elementos paraestructuras de hormigón postensado. El tercer comité redactará un código de durabilidad, basado en el trabajo del Comité ACI 201, Durability of Concrete.

Nuestra intención fue hacer un BCM aplicable a la mayor parte de las estructuras de hormigón de peso normal, con excepción de las presas. Aunque también aplica a elementos de hormigón armado masivo que integran dichas presas y sus centrales hidroeléctricas.

En esta presentación trataré de explicar sus aspectos más significativos y las innovaciones respecto del C201 vigente. Pero les reitero, y ténganlo siempre presente, que el BCM esun libro que intenta ayudar a la discusión yredacción de futuros reglamentos y especificaciones para proyectos de obras.

Por lo precedente, es obvio que el BCM debió independizarse parcialmente del índice del C201. El nuevo formato y las innovaciones llevaron a un nuevo ordenamiento cuya síntesis se muestra en la Figura 1.

Cabe también otra aclaración. Al igual que la versión original del C201, el BCM puede tener diferencias respecto de las Normas IRAM. Ello esconsecuencia de que sus respectivos autores fueron distintos y aplicaron criterios que también pudieron diferir. En el caso particular del BCM, solo uno de sus autores intervino en la elaboración de las normas IRAM relacionadas con el código modelo. Por otra parte, los intereses cubiertos por IRAM no tienen por qué cubrir, necesariamente, los aspectos de fiabilidad estructural requeridos durante la vida en servicio de una estructura.

En su momento, cuando se decidieron las pautas generales para la segunda generación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad Estructural, el CIRSOC acordó utilizar las normas IRAM e IRAM-IAS existentes y sólo en ausencia de éstas, se podrían mencionar otras normas internacionales y/o disposiciones propias. Ambas con carácter provisorio hasta que IRAM redacte

la norma correspondiente. También se estableció poner la fecha de emisión de aquellas normas que definan características centrales de materiales, ensayos y aspectos constructivos, cuya aplicación incida en los requerimientos de un reglamento. Esto busca evitar que posteriores modificaciones de una norma afecten la confiabilidad estructural determinada por ese reglamento.

A ello se suma que un Reglamento Nacional es de uso obligatorio en un determinado ámbito de aplicación, y el CIRSOC debe responder por las consecuencias de su aplicación. Por lo que no se pueden aceptar modificaciones que no hayan sido discutidas y aprobadas siguiendo las pautas muy estrictas del CIRSOC.

Una consideración última, y no por ello menos importante. Hemos conservado los formatos y definiciones del C201 que siguen siendo válidosy no afectan a la actualización de sus requisitos. El medio productivo los ha adoptado y al seguir utilizándolos entendemos ayudar al BCM.

AMBIENTES DE EXPOSICIÓN Y REQUISITOS GENERALES PARA PREVENIR LA CORROSIÓN DE ARMADURAS

El BCM mantuvo la clasificación delos ambientes del C201, según que ellos produzcan corrosión de las armaduras o degradación del hormigón. Sin embargo, se introdujeron algunas actualizaciones importantes.

En los ambientes que producen corrosión del acero por carbonatación se eliminó el A3 por no adecuarse a los criterios más modernos. Los ambientes que no producen corrosión se incluyeron en A1 y todos aquellos que producen carbonatación del recubrimiento y la consecuente corrosión de la armadura fueron agrupados en el grupo A2. Para estos últimos se especificaron medidas prescriptivas que incluyen razón a/mc max y espesor de recubrimiento mínimo. Ambos mantienen cualitativamente los criterios del C201, pero con ajuste de los recubrimientos mínimos.

También se introdujo una innovación prestacional importante, consistente en un modelo para determinar el espesor del recubrimiento a partir de la clase de hormigón, las condiciones específicas de exposición de la estructura, la vida útil de proyecto y un coeficiente de carbonatación a determinar en laboratorio. El modelo es simple, está basado en los trabajos de B. Lagerblad, de la Swedish Cement and Concrete Research.




CAPÍTULO 1. Campo de validez, documentación técnica y definiciones1.1. Campo de validez1.2. Normas de aplicación1.3. Documentación técnica1.4. Definiciones 1.5. UNIDADES Anexo A1: Campo de validez, documentación técnica y definiciones

Capítulo 2. Especificaciones por resistencia y durabilidad2.0. Simbología2.1. Requisitos generales2.2. Requisitos por durabilidad2.3. Resistencia de los hormigonesAnexo A2-1: Determinación del coeficiente de carbonatación acelerada Anexo A2-2: Determinación de las medidas prescriptivas para evitar daños por RAS

Capítulo 3. Materiales3.0. Simbología3.1. Cementos3.2. Agregados 3.3. Agua para morteros y hormigones3.4. Aditivos para hormigones3.5. Adiciones minerales pulverulentas3.6. Aceros 3.7. Fibras

Capítulo 4. Hormigón fresco - propiedades, dosificación y puesta en obra 4.1. Propiedades del hormigón fresco4.2. Dosificación del hormigón 4.3. Producción 4.4. Transporte del hormigón a y en la obra 4.5. Manipuleo del hormigón en obra 4.6. Colocación 4.7. Compactación 4.8. Superficies y juntas de construcción 4.9. Juntas de contracción y de dilatación 4.10. Protección y curado del hormigón Anexo 4: Hormigón fresco

Capítulo 5. Hormigonado en tiempo frío y cálido5.1. Requisitos para el hormigonado en tiempo frío5.2. Requisitos para el hormigonado en tiempo calurosoAnexo A5: Hormigonado en tiempo frío y caluroso

Capítulo 6. Criterios y control de conformidad del hormigón6.0. Simbología 6.1. Requisitos generales6.2. Conformidad con la resistencia especificada6.3. Juzgamiento de la resistencia para valorar el grado de endurecimiento del hormigón6.4. Verificaciones a realizar cuando un lote no posee la resistencia potencial especificada6.5. Determinación de la resistencia potencial de una estructura en servicio6.6. Conformidad de los requisitos de durabilidad6.7. Conformidad de las propiedades del hormigón fresco

Capítulo 7. Sistema de gestión de la calidad para una planta elaboradora de hormigónCapítulo 8. Control de fisuración y recubrimiento de armaduras

8.1. General 8.2. Control de fisuración 8.3. Recubrimientos de armadura

Capítulo 9. Hormigones con características particulares9.1. Condiciones generales9.2. Hormigón autocompactable (HAC)9.3. Hormigón reforzado con fibras9.4. Hormigón proyectado9.5. Hormigón masivo estructural9.6. Hormigón de retracción compensada (HRC)9.7. Hormigón con agregados reciclados (HR)9.8. Requisitos adicionales para hormigones con exigencias particulares

Figura 1. Índice del BCM.




Institute, en experiencia realizadas por dos de los autores del BCM, en el LEMIT y en estructuras en servicio en la Provincia de Buenos Aires. Solo tiene el inconveniente de tener que realizar un ensayo.

En su conjunto, la metodología adoptada para la prevención de la corrosión de las armaduras por carbonatación del hormigón de recubrimiento mantiene requisitos prescriptivos del tipo de los vigentes pero actualizados. Como alternativa, se puede aplicar la determinación del recubrimiento mediante un modelo prestacional. Dicha alternativa se vuelve imperativa cuando el Propietario o el Proyectista consideren que la estructura es sensible o estará sometida a condiciones especiales de carbonatación del hormigón.

Cabe señalar que la metodología prestacional no está en el ACI 318 y la europea de la FIB nos pareció complicada para nuestro medio. En el caso particular de las especificaciones británicas se dan requisitos prescriptivos que vinculan el espesor del recubrimiento con la clase de hormigón y las condiciones del medio. Es una variante inteligente, pero nos pareció sería un cambio demasiado brusco si la aplicáramos en nuestro medio, dadas las condiciones imperantes en la ejecución de los proyectos locales.

Respecto de la corrosión por cloruros, el BCM mantiene las prescripciones del C201 para ambientes marinos. Pero se modifican los ambientes CL con cloruros de origen no marino.

El CL1 del BCM es equivalente al CL del C201,con una limitación. Cuando los elementos estructurales estén en contacto con agua freática de origen no marino, con ion cloruro igual o menor que 4000 mg/l, se considera que la misma no es agresiva a hormigones con razón a/mc igual o menor a 0,50 y material cementicio mayor a 300 kg/m3 de hormigón. Para esas condiciones es imposible que el contenido de ion cloro en el agua de poros del hormigón alcance el umbral de comienzo de la corrosión.

También se introduce un ambiente CL2 quecorresponde a superficies expuestas a emanaciones de gas cloro. Ello se da en el techo de cisternas no ventiladas, cámaras de cloración en plantas de tratamiento de aguas y piletas de natación cubiertas. En estos casos el BCM requiere proteger las superficies expuestas con un revestimiento resistente al gas cloro.

Al igual que en el C201, en el BCM siguefaltando un modelo prestacional para evaluar la

vida útil de estructuras expuestas a medios con cloruros, en especial el marino. Es una tarea pendiente que requiere la colaboración de los colegas que actúan en las localidades donde existe el problema y aporten sus conocimientos y la experiencia recogida en la observación de estructuras en servicio.

En las indicaciones de los recubrimientos necesarios para prevenir la corrosión, el BCM introduce los conceptos de recubrimiento nominal y recubrimiento mínimo. Pero a ello me referiré más adelante al tratar el capítulo respectivo.

AMBIENTES QUE PROVOCAN DEGRADACIÓN DEL HORMIGÓN

En líneas generales, el BCM actualizó los requerimientos por durabilidad frente a los procesos que producen la degradación del hormigón.

Se mantuvo la clasificación de los ambientes involucrados en estos procesos, contenidos en el C201, con algunas correcciones menores. Pero se agregó una nueva clase de agresión química (Q4) que corresponde a la corrosión biogenética que se da en las estructuras destinadas a la conducción y/o tratamiento de líquidos cloacales que trabajan a pelo libre. Este ambiente no corresponde a un código para estructuras de edificios, pero se ha convertido en una necesidad frente a las numerosas obras cloacales en ejecución y en proyecto, en nuestro país.

La corrosión biogenética del hormigón afecta severamente su vida útil y requiere medidas protectoras importantes. El tema es complejo y no está cerrado en cuanto a las medidas de prevención y/o protección a aplicar. El BCM incorpora requisitos básicos a adoptar, basados en los conocimientos actuales en el ámbitointernacional y la experiencia local conocida. Los autores del BCM esperamos que esta incorporación constituya un punto de partida que cubra, aunque sea parcialmente, las necesidades actuales, y sea un disparador para recoger experiencias de estructuras en servicio que permitan seguir avanzando en el tema.

Para estimar la profundidad que alcanza la corrosión biogenética en función del tiempo, el BCM incorpora el Modelo de Pomeroy,reconocido a nivel internacional. El modelo aplica a conductos circulares con flujo continuo y a pelo libre. Pero no se conocen modelos para cuando se producen turbulencias ni para otros tipos de estructuras.




EL REQUERIMIENTO DE UNA SUCCIÓN CAPILAR MÁXIMA

En Olavarría 2018 expliqué que este requisito fue adoptado en el C201 como una forma prestacional de asegurar la efectividad de las adiciones minerales activas (escoria de alto horno, cenizas volantes, micro sílice y puzolanas naturales). Ello es necesario para que se cumpla la razón agua/material cementicio (a/mc) requerida por el reglamento y adoptada por el proyecto de la obra. Lo cual es básico para la vida útil y la aptitud en servicio de la estructura.

La utilización de este ensayo ha sido positiva, pese a las dificultades de su ejecución. Su aplicación aportó seguridad sobre la eficiencia de las adiciones minerales activas utilizadas y el cumplimiento de la razón a/mc máxima admisible.

También permitió conocer mejor a las adiciones minerales activas utilizadas en nuestro medio. Esa información nos llevó a eximir de su aplicación en hormigones de clase igual o mayor que H-35. Consideramos que, para lograr esa resistencia, la adición debe ser activa y la estructura de poros será suficientemente cerrada a los efectos de la durabilidad.

RESISTENCIA A LOS SULFATOS

En cuanto a la agresividad de los sulfatos, el CBM mantiene los mismos límites de contenido de sulfatos solubles en el suelo o en aguas de contacto para determinar el grado de agresividad química de moderado a muy fuerte (Q1 a Q3) que es compatible con la clasificación de ACI 201-2016. Para los hormigones expuestos a estos ambientes, además de las prescripciones de máxima a/mc, mínima clase resistente y condiciones de penetración de agua, se debe contar con un cemento que presente características equivalentes a moderadamente resistente (MRS) o altamente resistente a los sulfatos (ARS).

Para los ambientes con un solo ion agresivo y temperatura entre 15 y 25 °C, el CBM establece que para ataque moderado (Q1) se aceptan los cementos clasificados como MRS en la norma IRAM 50001, mientras que para los cementos CPF y CPC y los cementos de uso general (IRAM 50000) se requiere que cumplan el límitede expansión de 0,10 % a 6 meses cuando son ensayados según IRAM 1635. Para el ataque severo (Q2), el cemento debe ser ARS (IRAM 50001) o cumplir con una expansión de 0,05 y 0,10 % a 6 y 12 meses cuando son ensayados

según IRAM 1635. Como novedad, para ambiente con grado de ataque moderado se autorizan las mezclas de probada efectividad a los sulfatos como son aquellas que contienenCPN + 50 % de escoria granulada de alto horno, CPN-MRS con 25 % de puzolana natural o ceniza volante reactivas que cumplen IRAM 1668 o aquellas con más de 8 % de humo de sílice enmasa (ASTM 1240). Esto se incorpora siguiendo los lineamientos de la modificación de la norma europea de cemento (EN-197:11), que también se ha incorporado a la norma IRAM 50001-2019.

Finalmente, siguiendo el mismo criterio para el ataque muy fuerte (Q3) se autorizan cementos CPP y CAH - ARS (IRAM 50001-Tabla 3) con un contenido mínimo de cemento de 380 kg/m3:También se autoriza las mezclas en obra de CPN-ARS con más de 25 % en masa de puzolana o ceniza volante silícica (IRAM 1668) o 50 % en masa de escoria granulada de alto horno (IRAM 1667), siempre que cumplan con el límite de expansión de 0,05 % a los 6 meses para el ensayo IRAM 1635; en caso de fallar este límite, la expansión deberá ser menor o igual a 0,10 % a 1 año. Para un CPN-ARS se requiere el uso de una protección superficial y un contenido mínimo de cemento de 350 kg/m3, las cuales deben ser compatibles con la vida útil de diseño.

Para el ataque de sulfatos en presencia de cloruros (agua de mar y equivalentes), el grado de ataque se considera moderado, y se deben utilizar los cementos recomendados para dicho nivel de agresión.

SOBRE LA REACCIÓN ÁLCALIS SÍLICE

El BCM introduce un cambio en la metodología para el pronóstico y prevención de la reacción álcalis-sílice (RAS), respecto del C201. Dicho cambio es significativo y hace al aseguramiento de la aptitud en servicio durante la vida útil de la estructura. Por lo que merece que le dedique un espacio importante en esta disertación.

Se dejó de lado lo que hace 20 años era la metodología de punta y se adoptó la que responde a las tendencias actuales en los institutos del ámbito internacional, como la Canadian Standards Association, la Federal Highway Association de Estados Unidos (FHWA), la Asociación Brasilera de Normas Técnicas y la RILEM, y en nuestro medio las Normas IRAM. Todas ellas son similares, aunquese diferencian en la rigurosidad de aplicación de algunas herramientas.




Trataré de explicar los aspectos principales de la metodología introducida en el BCM. Los métodos para evaluar utilizados son los mismos del C201,pero con variantes en su aplicación.

Se mantiene la evaluación de las estructuras en servicio como prioritaria para definir la RAS potencial. A falta de esa información se debe recurrir a ensayos de laboratorio según se explica a continuación.

El ensayo petrográfico deja de constituir un ensayo definitorio de la RAS y se convierte en un ensayo auxiliar para definir la aplicación de los ensayos físicos o definir prevenciones prescriptivas.

Se utiliza el ensayo con el método acelerado de la barra de mortero según norma IRAM 1674 (MABM). Pero no es aplicable a los cantos rodados silíceos procedentes de yacimientos aportados por Río Uruguay. Tampoco se puede aplicar a los granitos, granodioritas, gneises y/o areniscas, con cuarzo tensionado y/o microcristalino. Existen referencias bibliográficas según las cuales estos agregados, a pesar de mostrar comportamiento deletéreo en servicio o de expandir más de 0,04% a un año con la IRAM 1700, tienen reducida expansión en el MABM.

Se introduce el ensayo acelerado del prisma de hormigón (MAPH) según norma IRAM 1700 (60 °C). Esta es una variante agregada en las Normas IRAM que se incorporó en el BCM. Sus resultados se evalúan luego de 13 semanas y prevalecen sobre el MAMB.

Se mantiene el ensayo tradicional del prisma de hormigón (MTPH) según norma IRAM 1700 (38 °C), con evaluación a 52 semanas. Sus resultados tienen prelación sobre los anteriores.

El BCM introduce una innovación. Cuando se tenga certeza sobre la procedencia del agregado y se disponga de información de ensayos de laboratorio, con una antigüedad menor a 2 años, realizados por empresas, instituciones u organis-mos de reconocido prestigio en el tema, la misma podrá ser utilizada por el Director de Obra para calificar su reactividad alcalina potencial.

Al igual que en normas y reglamentos vigentes, en el país y en el ámbito internacional, el BCM considera que agregados con RAS potencial son utilizables con medidas de inhibición adecuadas, ya sean prestacionales o prescriptivas.

Las alternativas prestacionales pueden ser un cemento para uso general, un material cementicio obtenido por mezcla en planta de un

cemento de uso general más una adición mineral activa o un inhibidor químico a base de litio incorporado al hormigón. La eficacia de estas medidas debe comprobarse midiendo las expansiones en el MTPH luego de 2 años de ensayo. Los inhibidores cementicios también pueden comprobarse con el MABM en 16 días, pero previamente hay que demostrar que el método es sensible para determinar la reactividad del agregado en estudio. Y ello requiere hacer ensayos comparativos de cada agregado por separado, utilizando el mencionado MABM y el MTPH a un año.

Lo expresado en el párrafo anterior básicamente se repite en el BCM y en todas las normas dereferencia. Puede apreciarse que su aplicación se hace difícil en la mayoría de las obras, por los tiempos que ellas demandan cuando no se dispone de ensayos previos.

La aplicación de medidas prescriptivas requiere seguir una metodología descripta también en las normas de referencia y en las IRAM, con algunas variantes según el caso. Todas ellas requieren alguna información experimental que es tiempo demandante. Para evitar ello el BCM hace unaporte significativo. Todo ello lo explico en los siguientes párrafos.

El primer paso es calificar la determinación del nivel de reactividad del agregado en función de la expansión obtenida en algunos de los ensayos con MABM, MAPH o MTPH. Según sea el tipo de agregado, esto puede llevar mucho tiempo. Para atenuar esta situación, el BCM incorporó una tabla con información del grado de reactividad a aplicar por defecto de resultados de ensayos específicos. Esa información corresponde a antecedentes de gran parte de los agregados habitualmente utilizados en el país y se formalizó con datos del lado de la seguridad. Esto evita caer en lo establecido en todas las normas de referencia que, en ausencia de ensayos específicos, exigen asumir que el agregado posee la máxima reactividad.

El paso siguiente es determinar el riesgo deocurrencia de la RAS. Para ello se tiene en cuenta el grado de RAS del agregado determinado anteriormente, las dimensiones del elemento estructural y las condiciones de exposición de la estructura.

Por otra parte, se clasifica a la estructura según su tipo, las consecuencias de la RAS sobre la seguridad, economía o el ambiente, el grado de aceptación del deterioro y la vida en servicio requerida.




Según la clase de estructura y el nivel de riesgo de RAS, que resultan de los pasos anteriores, las normas indican las medidas de prevención quese deben aplicar. Estas se basan en limitar el contenido de álcalis equivalenteen el hormigón y en incorporar adiciones minerales activas en la cantidad necesaria para inhibir a la RAS.

El procedimiento es muy racional ya que tiene en cuenta los distintos factores que inciden en la RAS y sus magnitudes. Y hasta parece simple. Pero las soluciones pueden ser difíciles de aplicar ante agregados con alto grado de reactivi-dad en una estructura sensible al daño, con larga vida útil y baja o nula posibilidad de reparación.

MATERIALES COMPONENTES Y PROPIEDADES DEL HORMIGÓN FRESCO

Se actualizaron requerimientos sobre materiales componentes y se agregó un subcapítulo sobre fibras para hormigón. También se hicieron ajustes en los capítulos 4 (Hormigón fresco) y 5(Homigonado en tiempo frio y caluroso). En particular, se actualizó y simplificó la redacción de las especificaciones sobre hormigón fresco. En este capítulo se introdujo una modificaciónimportante de los requerimientos al ciclo de curado acelerado con vapor. El C201, siguiendo al ACI vigente en su momento, exige no iniciar el calentamiento antes del fraguado inicial y limita la velocidad de calentamiento. Estos requisitos están superados por las aplicaciones que se vienen realizando en la fabricación de elementos para obras de infraestructura. En especial, la producción de dovelas para túneles construidos con TBM. En el BCM se eliminaron las mencionadas restricciones y sus definiciones quedan condicionadas por la necesidad de una verificación experimental.

RESISTENCIAS Y CRITERIOS DE CONFORMIDAD POR RESISTENCIA

El C201 limita a H60 los hormigones a utilizar en las estructuras. Esto se hizo porque a la fecha de redacción y aprobación de ese reglamento se consideró que no estaban dadas las circunstancias para utilizar resistencias mayores, pese a que en los países de mayor desarrollo tecnológico ya se empleaban. Desde aquel entonces la industria fue evolucionando y pese a la limitación anterior se utilizaron hormigones de alta resistencia en distintas estructuras.

Al elaborar el BCM consideramos que hoy están dadas las condiciones para elaborar y utilizar

hormigones con resistencia de diseño de hasta 80 MPa (H80). Corresponde a los códigos dediseño estructural y a los responsables de cadaproyecto establecer las limitaciones que correspondan en el uso de los hormigones de alta resistencia. Pero ellos no se pueden descar-tar en un código de tecnología del hormigón.

También se incorporó el concepto de efecto tamaño sobre la resistencia a compresión. Por tal motivo se indica corregir el valor de resistencia determinado sobre cilindros de 10 cm de diámetro y 20 cm de altura para asimilarlo al que se obtendría empleando cilindros de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura. De este modo:

f’c 15x30 = 0,93 f’c 10x20

El valor 0,93 coincide con el informado para hormigones convencionales en la abundante bibliografía existente sobre este tema.

Por otra parte los distintos reglamentos y normas de aplicación relacionan la resistencia con la que se obtiene en ensayos de probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro. Pero no aclaran sobre la incidencia del tipo de encabezado. Sin embargo, experiencias de obras locales muestran que los ensayos de probetas con placas de neoprene arrojaron resultados del orden de un 6 % mayor que las encabezadas con mortero de azufre. El BCM introduce este tema y, cuando se usa encabezando con placas de elastómero, recomienda verificar que sus resultados no difieran en forma significativa de los correspondientes al ensayo de referencia con el encabezado tradicional con azufre, mortero de cemento o pulido. Para ello, al comienzo de la obra y luego cada 12 meses, se aconseja determinar la necesidad de aplicar un coeficiente de corrección a los resultados de los ensayos de las probetas encabezadas con elastómero. A ese efecto se recomienda realizar no menos de 30 ensayos comparativos de probetas con los dos tipos de encabezado (elastómero y encabezado de referencia). Cada ensayo se realizará a la edad de 28 días o la edad de diseño establecida.

Entrando en los criterios de conformidad por resistencia del BCM, comenzaré señalando que se mantienen las definiciones del C201 en lo que hace a conceptos básicos de resistencia, edad de diseño, dispersión de resultados, lugar y forma de muestreo y responsabilidad del Director de Obra. También se mantienen los dos modos de control de conformidad a ser aplicados a diferentes modos de producción, puesta en obra y control de producción del hormigón (Modo I y




Modo II). Pero en el Modo I se agregan dos variantes. Ambas contemplan y se adecúan a situaciones que suelen darse en nuestras obras y optimizan las herramientas para su control de conformidad por resistencia.

En las estructuras donde las especificaciones particulares indiquen tomar muestras de todos los pastones, o donde ello resulte del volumen de hormigón colocado en cada jornada de trabajo, se considerará que todo el hormigón evaluado posee la resistencia especificada si se cumplen que la resistencia media es igual o mayor que la de diseño y los valores individuales superan una determinada resistencia mínima. Ambos requisitos tienen las formas siguientes:

fćm≥ fć (i)

fći≥ fć –3,5 MPa si fć ≤ 35 MPa (ii)

fći≥ fć – 0,10 fć si fć > 35 MPa (iii)

En el otro extremo de las situaciones posibles, cuando se tiene una estructura de gran volumen, donde se coloca hormigón de una misma clase y dosificación en dos o más días por semana y se dispone de 30 o más resultados de ensayos de una misma clase y dosificación de hormigón, el BCM establece un criterio de conformidad estadístico que ajusta más a la definición de resistencia especificada. Consecuentemente, se considera que el hormigón es conforme cuando la resistencia media del lote verifica la expresión (iv) y todos los valores individuales superan el mínimo dado por (ii) y (iii).

fćm≥ fć + 1,28 sr(iv)

En las obras y plantas industriales donde se aplica curado acelerado, suelen darse controversias sobre la etapa del proceso en que se debe verificar la resistencia. Por eso, el BCM introduce el requisito adicional que, en los Documentos del Proyecto, se debe especificar claramente la resistencia potencial del hormigón a utilizar y la resistencia efectiva que debe lograrse al finalizar el curado del elemento estructural. Esto último puede incluir solamente al curado acelerado o la suma del curado acelerado más un curado húmedo posterior.

En sus comentarios, el BCM aclara que, según sean las características del Proyecto y su proceso constructivo, es habitual que se especifique una resistencia potencial mayor que la que debe lograrse efectivamente al final del proceso de curado industrial. Esta última es la necesaria a efectos de la seguridad estructural.

Se agrega que cuando ambas resistencias sean diferentes también deberá verificarse la conformidad con los requisitos por durabilidad luego del curado acelerado. Esperamos que estas modificaciones y aclaraciones ayuden a evitar las controversias antes mencionadas.

CONTROL DE FISURACIÓN Y RECUBRIMIENTO DE ARMADURAS

Estos temas están íntimamente vinculados con la durabilidad de las estructuras. El BCM los trata en el nuevoCapítulo 8, que contiene el control de fisuración y la ubicación de juntas y los recubrimientos de armadura. Estos últimos se actualizaron siguiendo los criterios del ACI 318-19 y el fib Model Code 2010.

Como no puede ser de otra manera, los requisitos sobre recubrimiento de armaduras están armonizados con los del Capítulo 2 sobre corrosión de armaduras por carbonatación.

Se introduce la forma y el control de la construcción como variable para especificar un recubrimiento nominal (Rnom) a indicar en los planos, que se lo define como:

Rnom = Rmin + ∆r

Siendo Rmin el necesario para asegurar la vida útil en servicio y ∆r la incidencia de la variable mencionada (forma y control de la construcción).

Se indican recubrimientos mínimos siguiendo el formato del ACI 318-19 y del CIRSOC 201-2005. Ellos corresponden a hormigones elaborados con CPN, para distintas condiciones de exposición y vida útil de 50 y 100 años.

Cuando se utilicen otros tipos de cemento el Proyectista o el Director de Obra deberá evaluar la necesidad de incrementar dichos recubrimientos. A tal efecto, en sus comentarios, el BCM indica coeficientes de mayoración que sirven de orientación a utilizar por defecto de evaluaciones experimentales.

Asimismo, ante condiciones de agresividad al hormigón que hagan prever pérdida del espesor de recubrimiento, el Proyectista deberá evaluar si a lo largo de la vida útil de la estructura el espesor de recubrimiento será suficiente para evitar la corrosión de la armadura. Al igual que en el C201, el BCM da para estos casos factores orientativos de mayoración.

No obstante que fue explicitado anteriormente, creo conveniente recordar que en el Capítulo 2 del BCM se da una alternativa prestacional para determinar Rmin.




El control de fisuración siempre es un tema conflictivo. Por esa razón, el ACI 318 terminó eliminando su tratamiento explícito asumiendo que el cumplimiento de sus demás requisitos asegura una fisuración aceptable. Pero otros códigos del ACI, como el ACI 350 para estructuras de interés medioambiental limitan la fisuración. Los códigos europeos y en particular el fib Model Code 2010, tienen regulaciones de fisuración específicas.

El CIRSOC 201, siguiendo al ACI 318 no incluye especificaciones sobre fisuración.

En el BCM tuvimos que considerar y armonizar distintas situaciones. En las estructuras para edificios el criterio C201-ACI 318 es compatible. Pero en otros tipos de obras, en particular las de infraestructuras y en aquellas con problemas importantes de durabilidad, es habitual que se especifique fisuración admisible. Esto es también importante en estructuras de almacenamiento y conducción de líquidos y en túneles viales y ferroviarios debajo de la napa freática.

Por otra parte, la experiencia de los autores del BCM indica que cuando interesa la fisuración se producen conflictos por la falta de un elemento de referencia.

Por las razones anteriores decidimos incluir a la fisuración en este BCM.

El Código agrupa a las fisuras en tres categorías, según que:

• Afecten a la durabilidad y, en consecuencia, reducen la vida útil de la estructura.

• Disminuyan la aptitud en servicio de la estructura (por ejemplo, filtración de agua o radiación, transmisión acústica o daños en la terminación).

• Sean estéticamente inaceptables.

Para cada caso se indica la abertura máxima de fisuras y los requerimientos para su control.

Cuando las estructuras deban ser estancas a los líquidos o sean de interés medio ambiental (por caso los conductos cloacales), se especifica una armadura mínima por contracción térmica y/o por secado siguiendo al ACI 350. Dichas cuantías están referidas a la sección total de hormigón y valen para acero y alambres conformados.

El BCM plantea que para el control de la fisuración se debe considerar el tipo demateriales componentes y la proporción de la mezcla, el cálculo adecuado de armaduras de refuerzo, el proyecto de juntas de movimiento y

el grado de restricción al movimiento.Consecuentemente, se hacen consideraciones y establecen requisitos mínimos sobre las juntas para el control de fisuración.

Se dan indicaciones para las juntas de contracción, de aislamiento y expansión y de construcción. Se incluye el sellado de juntas y las barreras de estanqueidad. Se admite el control de fisuración mediante la utilización de hormigón de retracción compensada y de hormigón precomprimido.

HORMIGONES CON CARACTERÍSTICAS PARTICULARES

Se incorporó un capítulo nuevo que reúne a los distintos tipos de hormigones que poseen características particulares, que los diferencian de los tradicionales habitualmente utilizados en las estructuras. Se los identifica como Hormigón Autocompactable, Hormigón Reforzado con Fibras, Hormigón Proyectado, Hormigón Masivo Estructural, Hormigón de Retracción Compensada y Hormigón con Agregados Reciclados. Cada uno de ellos se trata por separado en un subcapítulo, donde se dan los requisitos principales que deben reunir.

El Hormigón Masivo Estructural ya está en el C201. En el BCM se lo actualizó y complementó. Pero siempre con aplicación específica a elementos estructurales como bases de máquinas, plateas, bases de fundación y otras estructuras que tengan secciones macizas cuya menor dimensión lineal sea igual o mayor que 75 cm.

Sus requisitos no son de aplicación a la construcción de diques de hormigón. Pero pueden ser utilizados para el diseño de elementos estructurales de hormigón armado o pretensado que formen parte de un dique, como es el caso de las pilas de obras de toma y vertedero o estructuras de la central hidroeléctrica.

Al igual que en el C201, se admite la utilización de agregados con 75 y 100 mm de tamaño máximo. Pero se agregan los límites granulométricos de esos tamaños, que no están en el reglamento vigente. Se establece que enambos casos el material debe estar compuesto por tres fracciones a acopiar por separado, como es habitual en las obras masivas. Se incorporan los límites granulométricos para 75 mm y se deja al Director de Proyecto/Director de Obra la definición de los límites correspondientes a las




fracciones mayores del agregado de 100 mm, con la condición de que la curva granulométrica resultante se ajuste a una curva teórica con un margen de discrepancia admisible.

Los otros hormigones con características especiales no están tratados en el C201. Al tiempo de su redacción, no estaban suficientemente desarrollados en el ámbito local y/o no se utilizaban, en forma significativa, para la construcción de estructuras de edificios.Aunque ello no aplica totalmente al hormigón proyectado, que si se venía utilizando preferentemente para protecciones temporarias.

En los últimos 20 años se han producido importantes avances tecnológicos en el conocimiento y la puesta a punto de hormigones con características especiales. Y algunos de ellos se han utilizado o se están utilizando en obras importantes.

Pero falta un marco regulatorio que esté basado en el conocimiento científico-tecnológico y sea consensuado en el medio productivo. La falta de ese marco suele suplirse con especificaciones en los pliegos de obra, que generalmente no cubren todos los aspectos involucrados, y dejan lugar a posteriores situaciones conflictivas en las obras.

Asimismo, este BCM busca ayudar al desarrollo tecnológico de un espectro de obras más amplio que el cubierto por el C201. Y en ese espectro están penetrando los hormigones especiales. Valen algunos ejemplos.

Los hormigones autocompactables se están utilizando en nuestro medio para facilitar la construcción de elemento de difícil llenado y compactación.

Los hormigones con fibras ya han sido incorporados en el fib Model Code 2010, se han empleado en aplicaciones en nuestro medio particularmente en pavimentos y pisos industriales, pero sin duda pueden ser una solución importante para otras aplicaciones como revestimientos de túneles, uso combinado en elementos de hormigón armado y en otros elementos prefabricados.

Los hormigones de retracción compensada pueden ayudar a controlar, y aún evitar, la fisuración no deseada de estructuras destinadas a la conducción y almacenamiento de líquidos.

Por todo ello hemos considerado oportuno darle lugar en el BCM. Pero no abundaré en su tratamiento pues ello me obligaría a extender demasiado esta exposición.

COMENTARIOS FINALES

Como dijo Ortega y Gasset, el hombre es él y sus circunstancias. En un plano infinitamente más modesto, mis circunstancias me llevaron a tener que exponer en tres RT sucesivas sobre aspectos reglamentarios. Sin proponérmelo, esas disertaciones integran de hecho una trilogía con • Los criterios básicos del C201 y mis re-

flexiones a 11 años de su aprobación (2016).• La experiencia recogida y las perspectivas de

la tecnología del hormigón en los reglamentos CIRSOC (2018).

• La explicación del BCM, que es un aporte para la redacción de un posible reglamento de tecnología del hormigón (2020).

Espero que ella contribuya para que la AATH siga promoviendo el progreso de los reglamentos de seguridad de las estructuras, en lo que respecta a la tecnología de los materiales y las construcciones.

A ese respecto, también quiero hacer un aporte final, que va más allá del tema específico de esta disertación.

Tenemos que actualizar los requisitos del C201. Pero sigamos el ejemplo de los institutos de referencia del mundo desarrollado.Mantengamos lo que el medio aceptó y sirve. Y actualicémoslo con las nuevas tecnologías,siempre que ellas estén suficientemente avaladas, sean consensuadas y sirvan a los intereses generales. Solo así serán aplicadas por el medio y aportarán a su objetivo principal que es la fiabilidad de las estructuras.

Y cuando nos basemos en normas y reglamentos de países desarrollados, seamos cuidadosos en adoptarlos a nuestra cultura y posibilidades operativas. Y tengamos también en cuenta las adecuaciones debidas a las diferencias de los respectivos sistemas jurídicos.

Nuestra experiencia sobre la aplicación de latecnología del hormigón en los reglamentos de seguridad estructural lleva más de medio siglo, desde la edición del PRAEH 1964. Los sucesivos reglamentos siempre se actualizaron siguiendo, en alguna medida, los conceptos que he vertido en los párrafos anteriores. Ello facilitó su penetración en el medio productivo. Y cuando ello ocurrió, se produjo la consecuente mejora del hormigón en las obras construidas. Sepamos mantener ese capital.

Gracias por la atención.


Gettu, Revista Hormigón 59 (2020) 15

Evaluación de hormigones con cementos compuestos respecto a su sustentabilidad y durabilidad

Prof. Ravindra Gettu

[email protected]

El Prof. Ravindra Gettu es el Decano para Consultoría Industrial e Investigación Subvencionada, y Catedrático de Ingeniería Civil en el IIT Madras en Chennai, India. Actualmente es el Presidente de RILEM, y Fellow de la Indian National Academy of Engineers. Realizó sus estudios de grado en India y Estados Unidos, para luego obtener el grado de Doctor de la Northwestern University, EEUU. Ha sido reconocido internacionalmente por sus contribuciones sobresalientes a la ciencia y la tecnología de los compuestos cementíceos, a través de la investigación aplicada, la demostración de tecnología y la enseñanza, y por un liderazgo ejemplar en la implementación de nuevos materiales y tecnologías en la construcción.

Un mayor desarrollo del contenido y principales problemáticas abordadas en la Conferencia del Dr. Gettu aparecen en el artículo Beneficios y limitaciones asociados con la incorporación de adiciones minerales en el hormigón de R. Gettu, M. Santhanam y R. G. Pillai, de la Revista Hormigón 58 (2019) 9 – 17.

Resumen

Las experiencias en IIT Madras sobre hormigones con cementos compuestos muestran que los requisitos de durabilidad y sostenibilidad de las estructuras de hormigón armado se pueden cumplir eficientemente mediante un uso criterioso de adiciones minerales. Los estudios indican que la resistencia a compresión a larga edad y la contracción por secado no son muy afectadas por la sustitución del cemento portland normal por ceniza volante, escoria o arcilla calcinada combinada con filler calizo. Sin embargo, la trabajabilidad podría reducirse y podría aumentar la potencial fisuración por contracción plástica o carbonatación, lo que debe compensarse en forma adecuada. Entre los beneficios resaltan la influencia en la difusión de cloruros y el umbral de corrosión y en la estimación de la vida útil.

Palabras clave

hormigón, adiciones minerales, ceniza volante, escoria, arcilla calcinada, microestructura, resistencia, contracción, corrosión, cloruros, carbonatación, vida en servicio.

Abstract

Results from work carried out at IIT Madras, on different aspects of concretes with blended binders, show that durability and sustainability requirements of reinforced concrete structures can be met efficiently with the judicious use of supplementary cementitious materials (SCMs). Moreover, the studies show that long-term compressive strength and drying shrinkage are not affected much by replacing ordinary portland cement with fly ash, slag or limestone calcined clay. However, workability could reduce and the potential for plastic shrinkage cracking and carbonation could increase, which have to be appropriately compensated for. Consideration of the effects of the chloride diffusion, its decay constant, and threshold for corrosion in service life estimation clearly highlights the benefits.

Key

words concrete, mineral additions, fly ash, slag, limestone calcined clay, microstructure, strength, shrinkage, corrosion, chlorides, carbonation, service life.



Barragán, Revista Hormigón 59 (2020) 17 – 24

Fibras y armaduras en fibra de vidrio para construcciones más eficientes

Bryan E. Barragán

[email protected]

El Dr. Bryan E. Barragán, Global Technical Leader, Owens Corning -Infrastructure Solutions, Chambéry, Francia, tiene más de 20 años de experiencia en investigación, desarrollo e innovación en tecnología avanzada del hormigón y armaduras alternativas para hormigón. Coautor de más de 100 publicaciones, participó en varios proyectos financiados con fondos públicos destinados a la innovación y la sostenibilidad en la construcción. Contribuye en comités de ACI, fib, AFGC y RILEM y ha participado en numerosos comités científicos de conferencias internacionales. Ha ocupado puestos en I+D, Desarrollo de Productos y Aplicaciones, y roles de Líder de Programa con alcances regionales y globales. En Owens Corning, se enfoca en aplicaciones y desarrollos para extender el uso de armaduras a base de fibra de vidrio para hormigón.

Resumen

Las fibras y armaduras basadas en fibra de vidrio se caracterizan por su total resistencia a la corrosión, bajo peso, alta resistencia, alta relación resistencia/peso y por no conducir la temperatura ni la electricidad. Estas características, aportan importantes ventajas a las estructuras de hormigón, entre las que se destacan la extensión de la vida útil, facilidad de instalación y rapidez de construcción, reducción o eliminación del espesor de recubrimiento, permiten ahorros de material, realizar estructuras más livianas y, en el caso de fibras, demandar menos espacio para la preparación y almacenamiento de la armadura. Este trabajo presenta una visión general del estado de la tecnología y aplicación en el campo de las fibras de vidrio para hormigón, y de las armaduras de polímero reforzado con fibra de vidrio (PRFV). Después de describir las características de ambos tipos de refuerzo, se destacan las ventajas de su utilización y el correspondiente marco normativo.

Palabras

clave hormigón, fibras y armaduras de fibra de vidrio, aplicaciones.

Abstract

Glass-based fibers and rebars are characterized by its corrosion resistance, high strength, transparency to magnetic fields and radar frequencies, and being electrically and thermally non-conductive. These material characteristics introduce key benefits to concrete structures as extended service life, ease of installation, labor savings, higher construction speed, reduction/ elimination of cover concrete, lighter structures, material savings and less space needed for fabrication & storage (in case of fibers), among others. This work presents an overview of the readiness of the technology and applications of glass fibers for fiber-reinforced concrete, and glass fiber reinforced polymer (GFRP) rebars. After presenting the characteristics of both types of reinforcements, the paper highlights the benefits introduced by its utilization and the corresponding framework of norms and design guides.

Key Words

concrete, glass fibers, glass fiber reinforced polymer rebars, applications.



Barragán, Revista Hormigón 59 (2020) 17 – 24 INTRODUCCIÓN

Los problemas de corrosión de las armaduras de acero en las estructuras de hormigón armado se hicieron indiscutibles en la segunda mitad del siglo XX. Desde entonces, se hacen enormes esfuerzos para proteger a las armaduras de la corrosión. Lógicamente, como la durabilidad es uno de los aspectos que más influencian el diseño de las estructuras, los ingenieros estructurales implementan una serie de medidas para garantizar la vida útil de las mismas. Algunas de estas medidas incluyen, por ejemplo, usar un hormigón de superior calidad. Típicamente, esto conlleva un mayor contenido de cemento, con el consecuente impacto sobre el costo y, aún más importante actualmente, un mayor impacto medioambiental. En este sentido, es interesante notar que según el Eurocódigo 2 y la Norma europea de hormigón EN 206, el contenido mínimo de cemento de la dosificación aumenta en un 20 % cuando pasamos de un ambiente XC1, es decir hormigón para uso interior, a un ambiente XD3, que sería el caso, por ejemplo, de la losa superior de un tablero de puente expuesto a cloruros. Además, para ambientes más agresivos, también debemos proveer un mayor espesor de recubrimiento y, por tanto, más cantidad de hormigón.

Otras medidas de protección en ambientes agresivos son el uso de aditivos inhibidores de corrosión, de membranas protectoras externas (con una vida útil relativamente corta), de acero recubierto con epoxi (extendido en Norteamérica, pero cuestionado actualmente debido al peligro de corrosión localizada o pitting corrosion) o las armaduras de acero inoxidable, que, por supuesto, constituye una buena alternativa técnica, aunque no económica.

Desafortunadamente, todas estas medidas son costosas y poco sustentables y, además, muchas veces fallan, incluso después de requerir un mantenimiento importante. Básicamente, lo que se consigue con la mayoría de estas medidas, es mitigar las consecuencias, o retrasar el problema de la corrosión, pero no realmente eliminarlo.

Es en este sentido que las fibras y armaduras de fibra de vidrio pueden contribuir en forma significativa. Fundamentalmente, eliminando el problema de la corrosión, y de esta forma consiguiendo una extensión de la vida útil, con un costo de mantenimiento mucho menor.

A lo anterior se suman otras ventajas técnicas y prácticas, como el hecho de ser materiales livianos (1/4 del peso del acero) y no

conductores. Con el HRF de vidrio, se consiguen ritmos de ejecución mucho mayor debido a la eliminación de las tareas de manipulación, doblado, cortado, colocación y control de las armaduras de acero.

Con las armaduras de polímero reforzado con fibra de vidrio (PRFV), debido a su bajo peso y facilidad de manipulación, montaje y atado, las barras de polímero reforzado con fibra de vidrio aportan también sustanciales ganancias en rapidez de ejecución.

Es importante destacar que las citadas ventajas prácticas mejoran en forma substancial las condi-ciones de trabajo del personal que trabaja en el doblado y armado de las barras de armadura.

HORMIGÓN REFORZADO CON FIBRAS DE VIDRIO

Fibras de vidrio AR

Las fibras de vidrio resistente a los álcalis (vidrio AR) para el refuerzo del hormigón, comenzaron a desarrollarse en 1969, por el Building Research Establishment, Reino Unido, y se producen industrialmente desde la década de 1970.

El uso tradicional de las fibras de vidrio AR, es el hormigón reforzado con fibras para elementos muy delgados (< 20 mm de espesor), llamado GRC, por su nombre en inglés, Glass Reinforced Concrete. El GRC está compuesto por un mortero muy fino e incorpora altos contenidos de fibra (2 a 5 %). Una de las aplicaciones más habituales del GRC son los paneles para el revestimiento de fachadas, donde además de su bajo peso, permite conseguir excelentes niveles de detalle.

El alto contenido de fibras de vidrio brinda al GRC una elevada ductilidad, con alta resistencia post-fisuración. Pudiéndose alcanzar módulos de rotura en flexotracción del orden de 15-20 MPa.

En la actualidad, con una trayectoria de más de 40 años, existen obras con GRC en más de 100 países alrededor del mundo, contando este material con un completo marco normativo en diferentes países. Por ejemplo, en el caso de Europa, su uso se encuentra regulado por la Norma EN 15422 [1].

En las últimas dos décadas, el uso de las fibras de vidrio se ha extendido al hormigón convencional. Inicialmente para el control de la fisuración por contracción y más recientemente también como sustitución de la armadura principal en aplicaciones específicas.


Barragán, Revista Hormigón 59 (2020) 17 – 24 Para el control de la fisuración debida a los cambios de volumen del hormigón se emplean las microfibras (diámetro equivalente < 0,3 mm), y estas pueden ser monofilamento o fibras integrales. Estas últimas están formadas por un grupo de filamentos pegados que trabajan juntos para controlar la apertura de la fisura (Figura 1).

En los últimos años, se han desarrollado también macrofibras de vidrio AR que, además, confieren una contribución mecánica al hormigón que les permite actuar como armadura primaria, por ejemplo, en el caso de pisos y pavimentos. Debido a su total afinidad con la matriz

cementícea, estas fibras otorgan al hormigón altas resistencias residuales para pequeñas aperturas de fisura, lo que las hace particularmente aptas en el caso de losas apoyadas sobre el terreno, donde debido a la gran hiperestaticidad de la estructura, las fisuras se mantienen a muy bajas aberturas (< 0,25 mm) aun cuando la losa llega a su máxima capacidad en el régimen de post-fisuración [2].

La Tabla 1 presenta las características generales de las fibras de vidrio AR para el hormigón. Las mismas se encuentran reguladas en España por la Norma UNE 83516 [3].

Figura 1. Izquierda: microfibra de vidrio AR (diámetro de filamento 14-20 µm, longitud 3-20 mm). Derecha: macrofibra de vidrio AR numerosos filamentos unidos (diámetro equivalente 0,3-0,60 mm,

longitud 20-50 mm).

Tabla 1. Características de las fibras basadas en vidrio AR.

Fibra Tipo Función Diámetro (mm)

Longitud (mm)

Densidad relativa

Resistencia a tracción

(MPa)

Módulo de elasticidad

(GPa)

Ejemplo comercial

Mic

rofib

ras M

onof

i-la

men

to Control de

fisuración por

retracción plástica.

0,014-0,020 3-20

2,68 1700 (filamento) 72

OC Anti-CRAK

HD

Inte

gral

Control de fisuración

por retracción plástica y

por secado.

0,20-0,30 6-20 OC

Anti-CRAK HP

Mac

rofib

ras In

tegr

al

Aporte de alta

resistencia residual a

bajas aperturas de

fisura.

0,30-0,55 24-36 OC

Anti-CRAK HP 67/36

PRFV

Aporte de alta

resistencia residual en

todo el rango de post-

fisuración.

0,50-0,70 24-42 2,00 >1000 42 OC

Cem-FIL MiniBars


Barragán, Revista Hormigón 59 (2020) 17 – 24 Macrofibras de polímero reforzado con fibras de vidrio AR

Posiblemente la mayor innovación en fibras para el refuerzo del hormigón sean las fibras de polímero reforzado con fibras de vidrio (PRFV), compuestas por más de un 70 % de vidrio AR Cem-FIL, en un sistema polimérico termoestable. Estas fibras presentan una respuesta post-fisuración altamente estructural a pequeñas y grandes aperturas de fisura.

En la Figura 2 se puede observar un ejemplo de la respuesta tensión-apertura de fisura de un hormigón de 35 MPa de resistencia característica a compresión, reforzado con 10 kg/m3 de fibra de PRFV, de 42 mm de longitud y diámetro equivalente 0,7 mm (Owens Corning).

Figura 2. Ejemplo de respuesta tensión-apertura

de fisura de hormigón reforzado con fibras de PRFV (f’ck= 35 MPa, 10 kg/m3 Cem-FIL MiniBar).

Guías y marco normativo para el hormigón reforzado con fibra de vidrio

Las fibras de vidrio AR están reguladas por un sólido marco normativo tanto a nivel fibra (EN 15422 [1], ASTM C1666 [4]) como a nivel compuesto mortero/hormigón (EN 15191 [5], ASTM C1116 [6]). Sin embargo, la mayoría de estas Normas están dirigidas al GRC y no tanto al uso de las fibras de vidrio AR en hormigón convencional. La Norma UNE 83516 [3], recoge las especificaciones para micro y macrofibras de vidrio a ser usadas en hormigón estructural, definiendo las prestaciones mínimas del HRF a partir de las principales Normas europeas (EN 14845 [7], EN 14651 [8]) y teniendo en cuenta los principales parámetros para el cálculo estructural usados por el Código Modelo 2010 de la fib [9], tal vez las más avanzadas guías de cálculo, y que permiten una mayor optimización de la contribución de las fibras al basar el diseño en

las prestaciones del HRF. Las recientes guías de cálculo del comité ACI 544 [10] también presentan un enfoque basado en prestaciones y hacen uso de parámetros de tenacidad obtenidos de la Norma ASTM C1609 [11] para el ensayo de flexotracción.

Asimismo, existen líneas guía elaboradas exprofeso para aplicaciones específicas, como las recomendaciones para pisos y pavimentos de HRF, Concrete Society TR 34 y ACI 360R [12-13] o para dovelas prefabricadas para túneles (ACI 544.7R, fib Bulletin 83 [14-15]), entre otras. Actualmente, el comité fib T1.8 está finalizando unas guías avanzadas de cálculo y construcción de pisos de hormigón, con especial énfasis en el HRF.

Zerbino (2020) [16] presenta una revisión exhaustiva de los diferentes aspectos del HRF de vidrio, incluyendo aplicaciones.

Aspectos prácticos del HRF de vidrio

Más allá de las propiedades fisicoquímicas y mecánicas, de las prestaciones que aportan al hormigón descriptas anteriormente y de las ventajas derivadas de la resistencia a la corrosión de las fibras de vidrio y de PRFV, todas estas fibras se dispersan de manera rápida y homogénea en la masa del hormigón durante el mezclado, y poseen una altísima resistencia a la segregación debido a su densidad, muy próxima a la del hormigón. Ello también asegura una distribución homogénea en la masa del mismo. Para los contenidos usados en la gran mayoría de aplicaciones, las fibras de vidrio prácticamente no afectan la bombeabilidad del hormigón.

BARRAS DE POLÍMERO REFORZADO CON FIBRA DE VIDRIO (PRFV)

Las barras corrugadas de PRFV se componen de fibras de vidrio dispuestas en una matriz polimérica, habitualmente termoestable. Es dicha matriz la que transfiere las tensiones de tracción del hormigón a los miles de filamentos de fibra de vidrio que componen la barra.

Los primeros desarrollos de barras de polímero reforzado con fibras se remontan a principios de la década de 1960, principalmente en la ex Unión Soviética [17-20]. Sin embargo, no es hasta la década de los 90 cuando comienza a extenderse su uso, en especial en Norteamérica, donde hoy existen cientos de proyectos que evidencian cuan apropiadas son estas armaduras el logrode estructuras durables [21].


Barragán, Revista Hormigón 59 (2020) 17 – 24 Al presente, existe una amplia variedad de barras corrugadas de PRFV. Lo primero que las diferencia es su aspecto visual. Principalmente las características de superficie; textura y deformación superficial que los fabricantes proveen para asegurar la adherencia con el hormigón. Los principales tipos de superficie son (ver Figura 3): con arena, con arena y/o ligadas helicoidalmente, estriadas helicoidalmente, etc.

Figura 3. Ejemplos de textura superficial en

barras de PRFV. Arriba: superficie con arena y ligadas helicoidalmente. Abajo: estriadas

helicoidalmente.

Propiedades mecánicas

Las armaduras de PRFV se caracterizan por tener una resistencia a tracción muy superior la del acero para la mayor parte del rango de diámetros. Sin embargo, a diferencia del acero, la resistencia a tracción de las barras de PRFV varía con el diámetro. Por ejemplo, en el caso de barras de 10 a 16 mm de diámetro la resistencia varìa entorno a los 1000 MPa, mientras que para diámetros de 30 a 32 mm, la resistencia se encuentra habitualmente entre 600 y 700 MPa.

A modo de ejemplo, la Tabla 2 presenta las propiedades mecánicas de una línea comercial de barras de PRFV, de Owens Corning.

El motivo por el cual la resistencia a tracción disminuye con el diámetro de la barra, es propio del funcionamiento de estos materiales compuestos, donde las tensiones aplicadas externamente se transfieren a los filamentos de vidrio a través de la matriz polimérica, de la zona exterior hacia el interior de la barra. Por tanto, se desarrolla un gradiente de tensiones en la sección transversal de la barra, donde los filamentos de vidrio externos se encuentran más solicitados que los internos, y consecuentemente llegan antes a la rotura. Como se puede intuir, este efecto crecea medida que aumenta el diámetro de la barra.

La respuesta tensión-deformación en tracción típica de las barras de PRFV, se caracteriza por un comportamiento elástico hasta la rotura. Comparado con el acero, el módulo de elasticidad es más bajo y la resistencia a tracción más elevada. La rotura se produce sin plastificación. Obviamente, las guías de cálculo tienen en cuenta estas características del comportamiento mecánico para alcanzar un diseño adecuadamente dúctil y sobradamente seguro de las estructuras de hormigón armado con barras de PRFV.

Tabla 2. Propiedades mecánicas de una línea comercial de barras de PRFV (Owens Corning).

Diámetro (mm)

Peso por unidad de longitud

(kg/m)

Resistencia a tracción (MPa) *+

Deformación a rotura

(%)

Módulo de elasticidad *

(GPa)

Resistencia de adherencia+

(MPa)

10 (#3) 0,185 1000 1,7

60,3 10 13 (#4) 0,315 1000 1,7 16 (#5) 0,476 1000 1,7 19 (#6) 0,702 900 1,5 25 (#8) 1,252 889 1,5

* Según ASTM D7205. + Valor garantizado= valor medio de ensayos menos 3 veces la desviación estándar.


Barragán, Revista Hormigón 59 (2020) 17 – 24 Básicamente, para conseguir esto, las barras funcionan a un nivel tensional bajo, los elementos estructurales están sobrearmados, y se usa asimismo el aplastamiento en rotura de la zona de compresión del hormigón como una fuente extra de ductilidad.

Como se puede intuir, debido al menor módulo de elasticidad de las barras de PRFV, es necesaria, por lo general, una mayor cuantía de armadura que en el caso de las barras de acero. Este contenido adicional de armadura depende significativamente de cada aplicación.

Marco normativo para el hormigón armado con barras de PRFV

A nivel de las barras de armadura de PRFV, existen normas de especificaciones técnicas en diferentes países del mundo.

Actualmente, las normas más relevantes son posiblemente las norteamericanas, tanto la reciente Norma ASTM D7957 [22] como la canadiense CSA S807 [23]. Existen normas similares en Italia, Japón, Reino Unido y Rusia, entre otras. La Norma ISO 10406-1 [24] incluye una serie de métodos de ensayo para la caracterización de las barras de PRFV.

El Boletín fib N 40 [25] presenta un estado general del conocimiento tanto a nivel barras como de diseño.

En términos de cálculo, las guías ACI 440.1R [26] y CSA S806 [27] son las más actualizadas y prácticas a fecha de este artículo. Existiendo líneas guía nacionales en Italia, Reino Unido, Japón y Rusia, entre otros.

Aspectos prácticos

En términos prácticos, las armaduras de PRFV se usan en general como las armaduras de acero tradicionales, pero, dado su peso (1/4 del peso del acero, ver Tabla 2), requieren de mucho menos esfuerzo durante su manipulación y colocación, lo que conlleva una mayor facilidad y velocidad de construcción.

Este aspecto es de especial relevancia, ya que su impacto en el coste de la mano de obra y velocidad de ejecución no es en absoluto despreciable.

Aplicaciones

Actualmente, se evidencia un incremento en las aplicaciones de las barras de armadura en PRFV en nuevas construcciones, como sustitución de las armaduras de acero tradicionales. Este hecho se debe, posiblemente, a las adecuadas prestaciones demostradas a lo largo de las últimas décadas y a la existencia de un marco normativo cada vez más extenso. Norteamérica es la región donde se evidencia un uso más amplio.

Dentro de las aplicaciones más habituales, se pueden citar la construcción de muros pantalla/diafragma en túneles de dovelas con TBM (soft-eye), tableros de puentes, muros rompeolas y escolleras, soleras y pavimentos, salas de resonancia magnética en hospitales, losas de trenes y tranvías eléctricos.

En la Figura 4 se muestran algunas de estas aplicaciones donde la armadura de PRFV fue elegida por razones de durabilidad, transparencia magnética, facilidad y rapidez de construcción y/o de ahorros en costes de ejecución.

CONCLUSIONES

Este trabajo presenta una visión general del estado de la tecnología y aplicación en el campo de las fibras y armaduras de fibra de vidrio. Se destacan las ventajas de su utilización y el correspondiente marco normativo.

Se pone en evidencia que los principales beneficios que aportan las fibras de vidrio y las barras de PRFV (polímero reforzado con fibra de vidrio), no solo están relacionados con su resistencia a la corrosión y consecuente aumento de la durabilidad de las estructuras de hormigón armado, sino que además incluyen oportunidades de ahorros debidos a:

− Extensión de la vida útil − Facilidad de instalación yrapidez de

construcción − Reducción del espesor de recubrimiento − Ahorros de material − Estructuras más livianas − Mejoras del ambiente de trabajo

Finalmente, se deben remarcar en especial las drásticas ventajas de sustentabilidad que fácilmente se pueden inferir a partir de los puntos anteriores.


Barragán, Revista Hormigón 59 (2020) 17 – 24

Figura 4. Aplicaciones habituales de las armaduras de polímero reforzado con fibra de vidrio; a) soft-eyes en muros pantalla para TBMs, b) losas de líneas férreas eléctricas, c) tableros de puentes,

d) muros rompeolas, e) pontones y pantalanes, f) pasadores en pisos y pavimentos.

REFERENCIAS

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[2] Barragán B, Facconi L, Laurence O, Plizzari G., Design of glass fiber reinforced concrete floors according to the fib Model Code 2010, FRC 2014 Joint ACI-fib International Workshop Fibre Reinforced Concrete: from Design to Structural Applications, Montreal, Canada, 2014.

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[5] EN 15191 Precast concrete products. Classification of glass fibre reinforced concrete performance.

a

e f

c d

b


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[13] ACI 360R-10 (2010) Guide to Design of Slabs on Ground.

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[22] ASTM D7957 (2017) Standard Specification for Solid Round Glass Fiber Reinforced Polymer Bars for Concrete Reinforcement.

[23] CSA S807 (2019) Specification for Fibre-Reinforced Polymers.

[24] ISO 10406-1 Fibre-reinforced polymer (FRP) reinforcement of concrete — Test methods —Part 1: FRP bars and grids.

[25] fib Bulletin 40 (2007) FRP Reinforcement in RC Structures.

[26] ACI 440.1R-15 (2015) Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer Bars.

[27] CSA S806-12 (2017) Design and construction of building structures with fibre-reinforced polymers.


Conforti Revista Hormigón 59 (2020) 25 – 30

Aplicaciones estructurales de hormigones reforzados con fibras poliméricas

Dr. Antonio Conforti

[email protected]

Ingeniero Civil (2008) y Doctor Ingeniero en Materiales para la Ingeniería (2013) por la Universidad de Brescia (Italia). Profesor en la Universidad de Brescia desde 2018. Previamente fue investigador visitante en la Universidad de Michigan (USA) desde septiembre 2011 hasta septiembre 2012. Sus principales líneas de investigación son: estructuras de hormigón reforzado con fibras, comportamiento a cortante de vigas armadas y pretensadas, dovelas para túneles y orientación de las fibras en elementos estructurales, corrosión de estructuras de hormigón armado e incorporación de escorias siderúrgicas en hormigones.

Resumen

La literatura muestra muchos casos de aplicación para fibras de acero. Sin embargo, en los últimos veinte años, las fibras sintéticas también han demostrado ser soluciones alternativas y competitivas. Estas fibras de polipropileno, ahora ampliamente disponibles en el mercado, tienen una serie de ventajas: un número significativo de fibras por unidad de volumen da lugar a menor variabilidad de los resultados experimentales; el mayor número de fibras también intercepta las fisuras y controlan su propagación; sin manchas de corrosión en superficie del hormigón. Este trabajo describe las principales aplicaciones estructurales en las que se han utilizado fibras de polipropileno combinadas con armaduras convencionales.

Palabras clave

hormigón, fibras de polipropileno, vigas, túneles.

Abstract

Many applications of steel fibre reinforced concrete are reported in the literature. During the last two decades also, macro-synthetic fibres proved to be alternative and competitive solutions. Macro-synthetic fibres, now widely available on the market, show some advantages: a significant number of fibres per volume unit which allows less variability of experimental results; a higher number of fibres that intercepts cracks and controls their propagation, without corrosion spots on the concrete surface. This work describes the main structural applications in which concrete reinforced by polypropylene fibres have been used combined with conventional steel bars.

Key

words concrete, polypropylene fibres, beams, tunnel.



Conforti, Revista Hormigón 59 (2020) 25 – 30 INTRODUCCIÓN

La mayoría de los trabajos en la literatura relacionados con el uso de hormigón reforzado con fibras en elementos estructurales combinado con armaduras convencionales, corresponden al uso de fibras de acero (SFRC) [1-4], los estudios sobre elementos estructurales que incorporan macrofibras poliméricas son mucho más escasos [5-7]. Entre ellos, Altoubat et al. [5] ensayó 17 vigas a escala real sin estribos que incorporaban macrofibras sintéticas rectas con propiedades mecánicas significativas (resistencia a tracción 620 MPa y módulo elástico 9500 MPa). Se observaron incrementos en la resistencia al corte con la fracción de volumen de fibras variable de 0,5 a 1,0 % dentro del rango de 14 al 30 % en comparación con las muestras de referencia.

En los últimos quince años, se vienen realizando importantes esfuerzos para desarrollar nuevas fibras de polipropileno (PP) capaces de generar aumentos significativos de tenacidad al hormigón. En la actualidad, diversas variantes de fibras de PP están disponibles en el mercado.

En este contexto, se muestran a continuación las principales aplicaciones estructurales de las fibras de polipropileno que han sido estudiadas en la Universidad de Brescia (Italia) durante los últimos 10 años por el grupo de investigación encabezado por el Prof. Giovanni Plizzari.

USO DE FIBRAS POLIMERICAS EN VIGAS

Conforti et al. [8] analizaron el uso de fibras de polipropileno como refuerzo al corte poniendo en evidencia que dichas fibras se pueden emplear como refuerzo de corte mínimo. En ese trabajo se ensayaron vigas de 800 mm de altura, 300 mm de ancho que contaban con una cuantía de armadura longitudinal igual al 1% (Figura 1). El hormigón con 13 kg/m3 de fibras de polipro-pileno que tenía resistencia a compresión igual a 30,3 MPa y resistencias residuales en flexión (EN 14651) fR1 y fR3 iguales a 2,4 y 2,6 MPa respectivamente, duplicó la resistencia al corte en comparación con las muestras control (C) sin fibras y, además, mostró mayor ductilidad y una flecha al centro de la luz entre apoyos dos veces mayor (Figura 2). Tanto las vigas del hormigón con fibras de polipropileno (F) como las que incorporaban estribos como refuerzo transversal mínimo (E) mostraron un aumento de la carga para la que la fisura de corte se vuelve inestable. El PFRC también evidenció mayor rigidez postfisuración en comparación con los elementos de E.

Figura 1: Vista de las vigas reforzadas con fibras

de polipropileno antes del ensayo de corte.

Figura 2: Curvas carga – flecha en vigas de

hormigón armado [8]. C: sin armadura transversal, E: con armadura mínima de corte,

F: con fibras de polipropileno.

Otra aplicación estudiada fue el caso de vigas planas, estas vigas que pueden responder a requisitos arquitectónicos que demandan para la viga el mismo espesor que la losa; requieren atención en lo que respecta al comportamiento en estado límite último, en particular al considerar esfuerzos de corte y de flexión. Se compararon experimentalmente vigas (Figura 3) sin refuerzo transversal (C), vigas con refuerzo

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200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Flecha (mm)

Vigasb= 300 mm d=761 mm

C

E

f

Car

ga (k

N)

P/2 P/2

F


Conforti Revista Hormigón 59 (2020) 25 – 30 mínimo de corte (E) y vigas reforzadas con 13 kg/m3 de macrofibras de polipropileno (F, resistencia a compresión igual a 31,2 MPa y resistencias residuales en flexión (EN 14651) fR1 y fR3 iguales a 2,4 y 3,0 MPa respectivamente [9].

Estas pruebas, cuyos resultados se muestran en la Figura 4, demostraron que la incorporación de fibras PP da lugar a una propagación estable de fisuras garantizando un colapso dúctil de la viga; para los casos falla por corte y flexión (Figuras 5 y 6). Además, se puso en evidencia que las fibras PP pueden sustituir por completo el refuerzo mínimo de corte que se suele utilizar en este tipo de vigas (la Figura 4 se puede ver cómo la respuesta de las vigas F es similar a la de las vigas E).

Figura 3: Vigas planas preparadas para el

ensayo de corte.

Figura 4: Curvas carga – flecha en vigas planas [9]. C: sin armadura transversal, E: con armadura

mínima de corte, F: con fibras PP.

Figura 5: Colapso por corte de una viga plana.

Figura 6: Colapso por flexión de una viga plana.

También en el caso del colapso por flexión se observó que las fibras PP aumentan la ductilidad estructural. De hecho, vigas gruesas con fibras muestran colapso a flexión con aplastamiento progresivo del hormigón (con ablandamiento estable). El confinamiento y la capacidad de las fibras para incrementar las propiedades post-fisuración del hormigón ha permitido, de hecho, que el elemento desarrolle una ductilidad progresiva, con un ablandamiento gradual de la respuesta estructural.

USO DE FIBRAS DE POLIPROPILENO EN PLACAS ALVEOLARES Y ELEMENTOS PRETENSADOS

Las placas Pi pretensadas son muy utilizadas en centros comerciales y estacionamientos, ya que permiten cubrir grandes luces con cargas relativamente ligeras. El comportamiento al corte de estos elementos pretensados fue investigado mediante ensayos a escala real (Figura 7) [10].

0

150

300

450

600

750

900

1050

1200

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Flecha (mm)

Vigas b= 770 mm; d=255mm

C

E

F

Car

ga (k

N)

P/2 P/2


Conforti, Revista Hormigón 59 (2020) 25 – 30

Figura 7: Placas Pi antes del ensayo de corte.

Se ensayaron seis placas de 6 m de largo, 0,5 m de altura y 2,490 m de ancho bajo una disposición de cargas en tres puntos. Tanto la sección transversal como el refuerzo longitudinal eran iguales en todas las placas. La sección transversal contaba con un ala superior de 50 mm de alto y dos almas de 120 mm de ancho. El refuerzo longitudinal de cada alma se dispuso en tres capas mediante tendones de pretensado de 7 hilos de 0,6" (ρ = 0,89 %), a 390 mm de profundidad efectiva. A estos tendones se aplicó una tensión previa de 1400 MPa, que condujo a una tensión de compresión promedio en la sección transversal del hormigón de 9,35 MPa. También, en ambos extremos, se enfundó un tendón mediante un revestimiento de plástico en un largo de 0,5 m para impedir la adherencia entre el acero y el hormigón. En el ala superior se dispusieron una la malla de acero Ø5 200x300 y tres alambres de 0,25" con una tensión previa de 1400 MPa.

Se estudiaron tres tipos de elementos: WR (con refuerzo de alma convencional), PFRC (refuerzo con fibras) y WR+PFRC (combinando refuerzo de alma convencional y fibras PP). La Figura 8 muestra las curvas de carga – flecha. En la misma se observa que la primera fisura por flexión apareció con una carga de aproximadamente 650 a 700 kN para todas las probetas y luego la rigidez resultó ligeramente mayor en el caso de las muestras con fibras. La fisuración por corte se produjo para una carga de aproximadamente 800 kN, correspondiente a una flecha al centro de la luz de unos 4 a 5 mm. Por lo tanto, al incorporar fibras de PP o un refuerzo de corte mínimo se mejoró la capacidad al corte en aproximadamente un 15 % y también se verificaron mejoras en la ductilidad. Esta última creció aproximadamente un 70 % en las muestras UPR-WR y UPR-PFRC-2 y en más del 150 % en UPR-PFRC-1.

Figura 8: Curvas carga – flecha en elementos

pretensados tipo Pi [10]. Así se comprobó que la incorporación de 10 kg/m3 de fibras PP puede utilizarse como refuerzo de corte mínimo en estos elementos pretensados.

En cuanto a los extremos, se observó que la muestra de PFRC alcanzó una carga de corte comparable a la muestra WR, pero mostró una respuesta más inestable luego de la fisuración. La mayor capacidad de carga correspondió a las muestras (WR + PFRC) que combinan fibras PP y refuerzo convencional (malla de Ø5 200x300), en este caso la fisuración por corte mostró un comportamiento estable con incremento (+ 20%) de la capacidad portante. Cuando los extremos se reforzaron solo con fibras la respuesta post-fisuración fue inestable y con la solución tradicional (solo malla de Ø6 200x200) no se observó incremento significativo en la capacidad de corte luego de la fisuración.

Una investigación reciente describe la respuesta al corte de losas alveolares prefabricadas por extrusión y reforzadas con macrofibras sintéticas (Figura 9) [11]. Se incluyó una losa de referencia (RC) en armadura convencional (sin refuerzo de alma) y cuatro losas con 10,5 kg/m3 de macrofibras sintéticas (PFRC). Los resultados mostraron que las fibras PP se pueden utilizar para mejorar la resistencia al corte en los extremos de estas. Además, mejora la unión entre los tendones y el hormigón (controlando el desarrollo de posibles fisuras) y se reduce el deslizamiento del tendón, lo que mejora la efectividad del pretensado sobre la resistencia al corte.

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0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0Flecha [mm]

Elementos pretensados tipo Pid=390mm; ρs=0.89%; a/d=3.1

UPR-WRUPR-PFRC-1UPR-PFRC-2

Car

ga [k

N]


Conforti Revista Hormigón 59 (2020) 25 – 30

Figura 9: Losas alveolares sometidas a

esfuerzos de corte.

EMPLEO DE FIBRAS DE POLIPROPILENO EN DOVELAS PARA TÚNELES

En Di Prisco et al. [12] se muestran ensayos de segmentos de túnel utilizando hormigones con fibras PP, incluyendo tanto pruebas de flexión para evaluar su respuesta durante la etapa de transporte, como ensayos de compresión lateral para evaluar el empuje de los gatos durante el avance de la tuneladora. En el primer caso se observó que la capacidad de carga continúa creciendo significativamente luego de la primera fisura. Bajo esfuerzos de compresión, aunque el segmento no se llevó hasta el colapso, se observó la combinación de fibras con una mínima cantidad de refuerzo representa una solución con ventajas en los costos.

El aporte estructural de las macrofibras PP en segmentos de túnel prefabricados fue evaluada en varias investigaciones [13-16] realizadas a escala real (Figura 10) tanto bajo carga puntual como de flexión.

Se estudió un túnel hidráulico con un diámetro interno de 3,20 m [15] y un túnel ferroviario con un diámetro interno de 5,80 m [16]. Analizado diferentes contenidos armaduras y hormigones de distinta tenacidad, para considerar soluciones en refuerzo convencional (RC) y en refuerzo híbrido (combinando macrofibras PP y una baja cantidad de refuerzo longitudinal, RC+PFRC). Los autores subrayaron que la solución híbrida es una alternativa atractiva tanto para el túnel

hidráulico como para los segmentos del túnel ferroviario. Durante la fase de empuje del gato, tanto los segmentos con refuerzo convencional o la alterativa híbrida muestran respuestas similares tanto en términos de capacidad de carga, rigidez y ancho de fisuras. Cabe finalmente indicar que el hormigón con fibras PP también contribuye para resistir los esfuerzos de tracción debajo de las zapatas de carga de TBM. El control de la fisuración y el logro de una adecuada resistencia a flexión se pueden garantizar optimizando la combinación de fibras y una baja cantidad de barras de refuerzo.

Figura 10: Segmento de túnel [15].

CONCLUSIONES

En este artículo se analizaron las principales aplicaciones estructurales de las macrofibras de polipropileno. Al respecto se destaca que:

- Las macrofibras sintéticas utilizadas en dosis adecuadas resultan efectivas como refuerzo de corte en vigas de hormigón armado. Las fibras incluso pueden reemplazar completamente el refuerzo de corte mínimo.

- Las fibras de polipropileno también se pueden utilizar en la prefabricación de elementos pretensados. En este trabajo se mostraron dos aplicaciones, placas tipo Pi y losas alveolares.

- Otra aplicación estructural de las fibras de polipropileno son los segmentos de túnel. En este caso se pueden utilizar fibras combinadas con un refuerzo mínimo convencional para optimizar la respuesta estructural del elemento.

Finalmente, las fibras de polipropileno se pueden utilizar en otras aplicaciones estructurales o no estructurales tales como refuerzo de tubos de hormigón; elementos de hormigón proyectado, entre otras.


Conforti, Revista Hormigón 59 (2020) 25 – 30 REFERENCIAS

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Courard, Revista Hormigón 59 (2020) 33 – 45

Challenging construction industry with C&DW: opportunities and limits

El presente trabajo tiene por coautores al Dr. Zengfeng Zhao y al Dr. Julien Hubert.

Resumen

Los residuos de construcción y demolición (RCD) son el mayor flujo de residuos de la Unión Europea (UE), con cantidades relativamente estables en el tiempo y altas tasas de recuperación: se estima en un tercio del total de residuos generados en la UE. Esto puede sugerir que el sector de la construcción es muy circular, pero el análisis de las prácticas de gestión de residuos revela que la recuperación de RCD se basa en gran medida en operaciones de relleno y recuperación de bajo nivel, como el uso de agregados reciclados en sub-bases viales. Estos desechos generalmente se recuperan como materias primas secundarias después de un proceso de reciclaje que produce agregados reciclados finos y gruesos. Se realizaron investigaciones para fomentar y apoyar su uso: el procesamiento y selección son fundamentales para incrementar la capacidad de reciclaje. Arenas y finos de ladrillos y baldosas reciclados también se han probado como constituyentes en hormigón. Se propone un análisis cuantitativo para cinco países de Europa del Noroeste (NWE): Bélgica, Francia, Alemania, Luxemburgo y los Países Bajos, donde se señalan las barreras. La industria de la construcción se verá definitivamente excitada por el reciclaje de RCD para promover la economía circular en los próximos años.

Palabras clave

RCD, reciclado, arenas, agregados, ladrillos, Europa.

Abstract

Construction and Demolition Waste (C&DW) comprises the largest waste stream in the European Union (EU), with relatively stable amounts produced over time and high recovery rates: it is estimated at one third of total wastes generated in the EU. Although this may suggest that the construction sector is highly circular, scrutiny of waste management practices reveals that C&DW recovery is largely based on backfilling operations and low-grade recovery, such as using recycled aggregates in road sub-bases. These wastes are usually recovered as secondary raw materials after a recycling process resulting in the production of recycled sands and aggregates. Researches have been performed to show how it is possible to encourage and support the use of these recycled materials: preparation process and selection are fundamental for increasing capability of recycling. Analysis of recycled bricks and tiles sands and fine particles has also been tested as substitution product in concrete design. A quantitative analysis is proposed for five North West European (NWE) countries: Belgium, France, Germany, Luxembourg and the Netherlands, where barriers are pointed out. The construction industry will be definitively affected by C&DW recycling for promoting circular economy in the coming years.

Keywords C&DW, recycling, sands,

aggregates, bricks, Europe.

Prof. Luc Courard,

[email protected]

Ingeniero Civil y Profesor de Materiales de Construcción en la Université de Liège en Bélgica. Después de completar su Doctorado en caracterización de superficies de hormigón a fines de la década de 1990, fue a la Université Laval en Canadá para una beca posdoctoral dedicada a la preparación de superficies de hormigón antes de la reparación. La mayoría de sus actividades de investigación continúan dedicadas a la caracterización de superficies de hormigón, nuevos materiales de reparación y materiales cementíceos suplementarios. Es miembro de ACI, RILEM y del Grupo belga de hormigón. Autor o coautor de más de 340 publicaciones.




Dr. Zengfeng Zhao

Zengfeng Zhaois currently a senior researcher (on European Projects: Ecoliser, Valdem and Seramco) at the University of Liège in Belgium. He has received his PhD from University of Lille 1 in France. He has 10 plus years of working experience regarding sustainable cementitious materials: valorization of recycled aggregates and novel SCMs. He has authored more than 50 technical works. He is an active senior member of RILEM and TCs of 273-RAC, 281-CCC and 282-CCL.

Dr. Julien Hubert

Julien HUBERT is currently a post-doctoral researcher at the University of Liège in Belgium working on the European Interreg projects SeRaMCo and CIRMAP. Before that, he graduated with a master’s degree in civil engineering followed by a PhD in geomechanics, both at the University of Liège. His expertise covers finite elements method and simulation, convective drying of porous media and recycling of construction and demolition waste.

INTRODUCTION

In 2014, the EU-28 countries produced a total amount of 2,503 million tonnes (Mt) of wastes by all economic activities and households [1]. The construction industry accounts for one third of all the generated wastes and consists of one of the heaviest and most voluminous waste stream in the EU. Construction and demolition wastes (C&DW) represent an amount of about 850 Mt generated every year by the EU-28, including excavated soil.

On the other side, the annual European demand (EU-28+EFTA) in aggregates amounted to 3,000 Mt in 2019 (Figure 1) [2]. Driven by the recovery target of 70 % by 2020 (set by the 2008 Waste Framework Directive and defined as including all recycling and other recovery operations such as backfilling), countries report increasingly high recovery rates. Most of them already exceeded the 2020 target in 2016 [3]. However, as a result of building practices in the past and the lack of recovery of high purity materials during demolition, the material streams arising from demolition and renovation works are not suitable for reuse or closed-loop recycling (Figure 2). This hampers the full implementation of circular economy objectives.

The use of recycled materials within the road industry and civil engineering has been done gradually for fifty years and has experienced a significant acceleration in the last 30 years, due

to the increased demand for materials, both in quantity and in quality: if, at the outset, the waste was used mainly as backfill or aggregates, it was later used as binders and additives.

The needs of civil engineering can be indeed of four main types of materials, namely [4]:

• Filling materials, on which there are low requirements and consumed in large quantities, for embankments but transportable over short distances due to costs;

• Aggregates, which must meet various specifications depending on the place they will occupy in the structures and the treatment techniques used. The quality requirements can at this level become high, even severe for the surface layers, to lead to finished products of quality identical to that of traditional materials;

• Binders, which must meet very precise specifications and whose properties must remain constant over time. Employed in small quantities and competitive with expensive products (cement & bitumen), they may experience pre-employment packaging and bear higher transportation costs;

• Activators, which will be used in small quantities, which can cause problems of collection, storage, distribution and regularity.



Figure 1. Trend in total EU + EFTA Tonnages (in billions of tonnes) (UEPG, 2017) (from [2]).

Figure 2. Recycling, backfilling, energy recovery, incineration and landfilling of the mineral part of

construction and demolition waste as percentage of total treated waste in EU (2016) [3]. Energy recovery means the energy content of waste and incineration aims only at thermal treatment of the waste.

If the technical, economic and ecological interest appears clearly in the relationship between the supply of by-products and the needs of industry, it is also clear that the use of such products poses a certain number of difficulties: • technical ability to enter into the composition

of materials (standards); • suitability for the use of materials using this

waste; • economic optimization of possible jobs; • social impact on employment in companies

supplying noble products; • effects on the environment. Therefore, beyond any technical question on the use of this or that secondary raw material, various questions must be asked:

• How can waste find its place in an industry and, in general, in a highly standardized society?

• Which regularity to request and what controls should be put in place so that the waste used always remains in the ranges where it has demonstrated its capacity for use?

• How to observe and ensure the long-term durability of the materials used?

• What is the influence on the environment? • What socio-economic problems can arise in

conventional industrial activities?

Recycling inert C&DW as aggregates and sands is probably the best solution for reducing waste storage [5, 6] as there is a crucial need of materials (Figure 3).

There is a real challenge in developing solutions to increase recycling rates and promote up-cycling of recycled wastes as secondary raw materials. This paper focuses on recycling inert C&DW, concrete, silicates and natural stones.



Figure 3. 2016 aggregates production in Europe in millions of tonnes by country and type [7].

Table 1. Estimation of total and recycled sands and aggregates production [9].

Total production (millions of tons)

Recycled sands and aggregates (RS&A) production (millions of tons)

Percentage of RS&A vs. total production (%)

Belgium 81 15 18.5 France 323 20 6.2 Germany 545 68 12.5 Ireland 28 0 0 Luxembourg 4 0 0 Netherlands 80 18 22.5 U.K. 248 52 9.5 Switzerland 49 5 10.2 EU28 2524 196 7.8

MARKET CONTEXT: LIMITS AND BARRIERS

The market of recycled sands and aggregates (RS&A) needs to be healthy at country scale to foster member states to reach the target defined in the Waste Framework Directive (2008/98/EC). The most cited drivers that can boost C&DW recycling are: Green Public Procurement, taxation on C&DW landfilling, taxation on natural sands and aggregates, availability and cost of natural sands and aggregates, quality certification of RS&A, better public perception and increased consumer acceptance and low distance with C&DW recycling plants (e.g. [8]).

A recent study [9] has pointed out the three main key parameters that influence the market of recycled materials (Table 1): the landfill of inert C&DW, the challenge with primary raw materials and the availability of inert C&DW recycling plants. The market context was investigated in five NWE countries (Belgium, France, Germany, Luxembourg and the Netherlands) towards a quantitative analysis of the generation of C&DW, the production of natural and RS&A, the density of recycling plants, the density of extraction sites for natural materials, and C&DW landfilling

legislation. Table 2 presents the results of a quantitative analysis carried out on key parameters that influence the market of RS&A, for the five investigated NWE counties. Attention has been paid to provide the most current available data. Some actors of the market of RS&A have also been visited, in the framework of the NWE Interreg project SeRaMCo.

Results point out that the market of recycled sands and aggregates is more developed and more suitable in the Netherlands and in Flanders (North of Belgium) where all the three investigated key variables are considered as drivers. These regions are characterized by a lack of available local and good quality natural rocky materials, a developed framework of recycling plants for inert C&DW and a favourable legislation that push the waste flux to sorting and recycling. The market in Wallonia (South of Belgium), France, Germany and Luxembourg is challenged by primary raw materials where resources are locally abundant. The French market of recycled materials is furthermore disadvantaged by a lack of incentives that foster sorting and recycling, including landfilling.



Table 2. Quantitative data on the market of recycled and natural sands and aggregates in NW European countries. Abbreviations: C&DW = construction and demolition wastes; CBTC = concrete-bricks-tiles-

ceramics; N/A = not applicable; RS&A = recycled sands and aggregates [3].

Belgium France Germany Luxembourg Netherlands

Flanders Wallonia Brussels Total

Was

te p

rodu

ctio

n Quantity of inert C&DW excl. soils and stones (in Mt/yr) 15 5 - 7 0.5 ~22 64 83.5 0.5-0.6 23.2

Quantity of inert C&DW excl. soils and stones (in t/capita) 2.3 1.4-2.0 0.4 ~1.9 1.0 1.0 0.9-1.0 1.4

Quantity of CBTC (in Mt/yr) 12.6 4.1-5.7 0.4 17.1-18.7 ~38 54.6 0.25-0.3 19-20

Quantity of CBTC (in t/capita) 2.0 1.1-1.6 0.3 1.5-1.6 ~0.6 0.7 0.4-0.5 1.1-1.2

RS&

A pr

oduc

tion

Quantity RS&A (in Mt/yr) 13 3.5 ~0 16.5 21.4a 66 1.8b 18c

Quantity RS&A (in t/capita) 2.0 1.0 ~0 1.5 0.3a 0.8 3.1b 1.0c

Proportion of RS&A compared to the quantity of inert C&DW (excl. soils and stones) (in %)

87 50-70 ~75 33a 79 78c

Proportion of RS&A compared to total production of sands & aggregates (in %)

46 6 18-20 7a 13 18-25d

Land

fillin

g

Ban for inert C&DW landfilling Yes Yes N/A N/A No No No Yes

C&

DW

recy

clin

g pl

ants

Number of recycling plants ~200-250 ~100 ~350 ~400 2,073 ~30 ~150

Type of facilities

80% stationary,

Mainly 35% crushing20% sorting, 45% crushing &

sorting 20%

mobile mobile

Density of recycling plants (per 1,000 km²) ~16 ~5 ~11 ~0.6 ~6 ~12 ~4

Nat

ural

agg

rega

tes

and

sand

s pr

oduc

tion

Quantity of natural aggregates and sands (in Mt/yr)

15 55-60 0 70-75 300 450 ~1 55-80d

Quantity of natural aggregates and sands (in t/capita)

2 15-17 0 6-7 4-5 5 ~2 3-5d

Number of extraction sites ~200 ~2,300 ~3,000 ~13 ~295

Density of extraction sites (per 1,000 km²) ~7 ~4 ~8 ~5 ~7

a The French production of RS&A is largely underestimated since the quantity of on-site recycled materials in not taken into account in the national statistics and is difficult to estimate accurately. b The referred quantity of RS&A in Luxembourg is largely overestimated since it includes excavated soils and stones. c The referred quantity of RS&A in the Netherlands is produced by BRBS’s members (national federation of C&DW recyclers). This quantity could be slightly underestimated. d The referred data is calculated for the regular extraction activity of natural materials in the Netherlands. A proactive policy of support for the recycling of C&DW therefore implies stopping the disposal of waste in landfills, the setting up of adequate recycling techniques, in particular through the installation of complete sorting centres and the networking of these recycling centres sufficiently

dense, so as to reduce the impact of transport. There is a great opportunity for increasing the part recycled products on the NWE market of aggregates. More generally, the following recommendations can be formulated [10]:


Courard, Revista Hormigón 59 (2020) 33 – 45 • Enhance public procurement through the

introduction of mandatory percentages of recycled aggregates in large civil engineering projects;

• Develop reuse/reclaimed products programme of support and promotion (e.g. reuse percentage target);

• Introduce end-of-waste criteria for recycled products;

• Develop standards for recycled materials for various utilization for waste that did not meet end-of-waste criteria;

• Facilitate material content traceability; • Introduce applications for recycled non-

aggregates; • Encourage the construction products and

materials supply chain to have much greater

provision for taking back and incorporating recycled materials into new products;

Deploy financial incentive to use recycled aggregates CIRCULAR ECONOMY

A survey organized by Tebbat Adams et al. [11] shows (Figure 4) that the most significant challenge which was highly ranked by all the stakeholders, is the lack of incentive to design for the end-of-life issues for construction products. The low value of products at end-of-life is also an important economic challenge. The construction industry’s structure is also viewed to be a significant challenge in the form of a fragmented supply chain.

Figure 4. The most significant challenges for implementing circular economy in industrywide [11].

As mentioned in the survey [11], “a larger obstacle is the existing stock of buildings and infrastructure where circularity principles have not been adopted”. However, many opportunities to advance the circular economy exist. A better recovery of material by means of viable take-back schemes and higher value markets as well as assurance schemes for reused materials are promising (Figure 5). Cradle to cradle concept is nothing else: waste becomes a nutriment for another product. Mc Donough et al. [12] promote the idea that biological and mineral cycles have

to be separate for favouring reuse and recycling. But also, that we must design materials in such a way the end of life and end of use are timely corresponding: because the waste is inducing by this discordance of time (Figure 6).

Circular economy in construction industry is clearly a need and a wonderful opportunity [13], regarding the huge amount of C&DW versus the demand of granular materials: compatibility between deposit and market should contribute to change the paradigm and transform the wastes into secondary resources



Figure 5. Example of circular actions for improving the management of C&DW [13].

Figure 6. Life cycle and performance cycle: distortion inducing waste production (from [12]).


Courard, Revista Hormigón 59 (2020) 33 – 45 C&DW UP-SCALING

Recent research performed at UEE GeMMe Building Materials laboratory show that quality of recycled product preparation and proper design are critical for up-scaling secondary resources into civil engineering and architectural applications.

Crushing and grinding operations

C&DW recycling plants are quite similar to natural aggregates production plants. They use various crushers, screens, transfer equipment, filtering devices to produce granular material of a specific granular fraction. Several studies have shown that increasing the number of crushing stages led to decreasing adherent hardened cement paste content [14-16] but the influence of the crushing method itself has not been thoroughly studied. In the study of Hubert et al. [17], laboratory made concretes have been crushed with two different types of mechanical crushers to study the influence of the crushing method on the properties of recycled concrete aggregates (RCA). Studies have also shown the influence of the parent concrete on RCA properties [16; 18] but most of those linked the adherent hardened cement paste content to the compressive strength of the parent concrete. A lot of other factors in the parent concrete composition could impact the properties of the RCA which is why it has been chosen to consider five different compositions where the type of cement, the nature of the aggregates, the cement quantity and the water to cement (W/C) ratio differ from the reference one.

The reference concrete has been designed with limestone aggregates of granular fractions 2/7, 7/14 and 14/20 mm, crushed calcareous sand of granular fraction 0/4 mm. The composition for the reference composition has been determined

according to the standard EN 480-1 which has led to the following proportions: 35 % of sand 0/4 mm, 20 % of aggregates 2/7 mm, 20 % of aggregates 7/14 mm and 25 % of aggregates 14/20 mm, by mass. 400 kg/m3 of CEM I 52.5 N cement are used and the W/C ratio is fixed at 0.56. The other compositions differ from the reference by one parameter: the second composition uses CEM III/A 52.5, the third uses sandstone aggregates, the fourth reduces the quantity of cement to 320 kg and the fifth has a W/C ratio of 0.46. For each composition, 120 liters (corresponding to ~280 kg) of concrete were manufactured. Cubes (15 x 15 x 15 cm) were produced and stored in humid atmosphere for 90 days before being crushed (temperature of 20 ± 2 °C and relative humidity of 90 ± 5 %) in accordance with EN 206.

About 240 kg of each composition has been crushed using the two most common crushers for inert waste recycling: jaw crusher and impact crusher. After crushing, the RCA obtained have been characterized. Specifically, their particle size distribution, morphology, hardened cement paste content and water absorption of RCA have been measured and analyzed.

The experimental campaign conducted showed that impact crushers produce aggregates with better morphologic characteristics but with a more extended grain size range and higher fine content than jaw crushers. The crushing method does not, however, appear to have any influence on the hardened cement paste content nor on the water absorption of RCA for the studied concretes [17]. Another interesting result of this study is that the flakiness index, the shape indexes, hardened cement paste content and water absorption of RCA all decrease with increasing granular fraction (Figure 7).

Figure 7. Flakiness index of concrete aggregates crushed by jaw and impact crushers [17.


Courard, Revista Hormigón 59 (2020) 33 – 45 This would tend to indicate that bigger recycled aggregates present a much better liberation rate. It is also notable that minimal value of the water absorption (thus by correlation of the cement paste content) and morphology indicators of the recycled aggregates produced with the jaw crusher are obtained for granular fraction close to the maximum diameter of natural aggregate of the parent concrete. This could be linked to the breakage mechanism of the jaw crusher which is not breaking the natural aggregates contrary to the impact crusher.

Recycling concrete block by-products in the new concrete blocks

The feasible use of recycled aggregates from C&DW in the production of concrete blocks has recently attracted more research interest [19-20]. However, most existing studies were based on laboratory test experience and used RCA from the C&DW recycling facility. They focused principally on the mechanical properties and specific durability of concrete blocks. Knowledge from industrial scale experiences remains limited. In the study of Zhao et al. [5], the feasibility of using RCA obtained from precast concrete block by-products in industrial scale production of precast concrete blocks has been investigated. Moreover, the environmental impact of industrial concrete blocks with RCA via a life cycle assessment has also been conducted.

The concrete block by-products (concrete block wastes: C8/10) from a Belgian precast company were crushed using an industrial scale impact crusher and the different fractions of produced RCA were characterized. Three concrete building blocks with different substitution rates of natural aggregates (NA, 0 %, 30 % and 100 %) by the same volume fraction of RCA were manufactured in the precast factory. Only the fraction 2/6.3 mm was used for the manufacture of precast concrete building blocks in real industrial conditions (dimension 39 cm × 14 cm × 19 cm with two holes). CEM III/A 42.5 cement and a water/cement ratio of 0.5 were used for block production. The air-dried recycled aggregates were used for the concrete blocks production. The absorbed water of natural and recycled aggregates was adjusted according to the water content of the aggregates and their water absorption in the mixer.

The results showed that the hardened density and compressive strength of concrete building blocks slightly decreased with an increase in the RCA content (Figure 8). The compressive

strength of concrete blocks produced with 100 % RCA at 28 days decreased up to 16.5 % compared to the reference block and up to 6.0 % for the concrete block with 30 % RCA. However, the compressive strength of concrete blocks made with 100 % RCA could even reach 11.1 MPa after 28 days, which is within the Belgian code requirements for this type of block.

Figure 8. Compressive strengths of concretes with RCA [5]

The incorporation of RCA slightly impaired the durability of concrete blocks in terms of drying shrinkage and freeze-thaw resistance. The drying shrinkage of the blocks increased with an increase of RCA but remained under the limit (≤ 0.06 %) regardless of the type of block. Freeze-thaw resistance results clearly confirmed that all concrete blocks satisfy the requirements. A cradle-to-gate life cycle assessment of the production of concrete blocks including RCA did not show significant gain in most of the impact categories because the element with the most impact in the blocks is cement. The substitution of NA by RCA showed a very limited gain in most categories, except in the land use category, especially with a level of 100 % of substitution (up to 53.1 % of gain). Globally, from a circular economy perspective, substituting NA with RCA recycled from concrete blocks, combined with externally importing RCA, is an interesting development route to decrease the environmental impact of producing concrete building blocks.

Concrete products made with recycled sands

The coarse fraction of RCA (CRCA), essentially composed of natural gravel, possesses satisfying properties for the reuse as concrete aggregates. Lots of research works have been dedicated to the study of properties of concrete containing CRCA. However, the fine fraction of RCA (FRCA), essentially composed of mortar and hardened cement paste, possesses a large water


Courard, Revista Hormigón 59 (2020) 33 – 45 demand which makes it harder to recycle into concrete compared to coarser RCA [21-22]. In this study of Zhao et al. [23], the influence of the fine recycled concrete aggregates (FRCA, or also called recycled sands) on the mechanical and durability properties of concrete has been investigated. The concretes with different substitutions (0 %, 30 % and 100 %) of natural sand by the FRCA were produced and fresh properties, mechanical properties, and durability properties of these concretes were tested.

The results showed that the compressive strength of concrete decreased as the substitution of FRCA increased. The compressive strength of concrete made with 100 % FRCA deceased in the range of 48.2 % comparing with the reference concrete, while the concrete made with 30 % FRCA decreased up to 15.9 % comparing with the reference concrete. However, the compressive strength of concrete made with 100 % FRCA could reach 35 MPa after 28 days. Durability of concrete could be strongly influenced by the high porosity and water absorption of recycled concrete aggregates. The durability properties of concrete made with 30 % FRCA were comparable to the reference concrete, especially for capillary absorption and carbonation. Therefore, the use of FRCA in concrete structures can be envisaged depending on their class of exposure and the concrete grade requirement (for example the concrete C25/30 with no risk of corrosion or attack). Substitution rate of natural sand up to 30 % is acceptable, while for the substitution rate higher than 30 %, mechanical properties of concrete should be checked while the effects on durability should be also monitored for specific applications.

Using waste brick powder as supplementary cementitious materials (SCMs)

The fired clay brick waste generally presents some pozzolanic activity, which could react with calcium hydroxide and form compounds with enhanced strength and durability. Therefore, the waste brick powder (WBP) might be used in cement-based materials to decrease the amounts of waste which have to be disposed in landfill and the CO2 emissions [24]. Recently, the use of WBP as a partial substitution of Portland cement in the concrete has been received much attention during the past decades. In the study of Zhao et al. [25], the possibility of substituting the limestone filler by WBP in self-compacting mortar has been analysed. The properties of mortars

including rheological properties, mechanical properties (compressive and flexural strengths), drying shrinkage, and durability properties (carbonation resistance, chloride ion diffusion and sulphate resistance) have been investigated.

The results showed that when the substitution rate of limestone filler by WBP increased, the compressive strength of mortars slightly decreased after 7 days. After 28 days, the compressive strength of mortars with WBP was equivalent to reference mortar with limestone filler; the decreasing trend seems to be compensated by the pozzolanic activity of WBP and this effect should be enhanced after 90 days. According to the results obtained in this research, self-compacting mortars in which 50 % and 100 % of WBP as substituting limestone filler, showed good service properties in comparison with reference mortars.

The incorporation of WBP induced a reduction of the drying shrinkage. The substitution of limestone filler by WBP however increased the carbonation depth of mortars. Therefore, the substitution of limestone filler by WBP didn’t seem to impair the behaviour of mortars in case of sulphate and chloride ions. The use of WBP as an alternative to limestone fillers seems to be a good opportunity for recycling waste brick and reducing natural resource depletion. Fresh and hardened properties of mortars globally fulfil the requirements for self-compacting mortars. Particular attention should be paid to the use of these materials in the case of the presence of reinforcements and the risks associated with carbonation.

A specific study was performed with 3 types of brick fines [26]: B1 (D50 = 3.2 µm), B2 (D50 = 20.7 µm), B3 (D50 = 180 µm). A greater change in the porosity of microstructure is noted with coarser B3 fines, versus finer B1 and B2 fines. The pore size distributions for the samples are shown in Figure 9. At 90 days, a refinement of the distribution of pores was observed.

A finer microstructure was noted with lower fines substitution rates. Mixtures with B3 were characterized by a more spread pore size distribution. After 90 days, B2 fines presented the best microstructure with more than 90 % of the porosity consisting of pores with a diameter of less than 1 µm for all mixtures. While B1 fines, despite their great fineness, preserved some coarser pores in microstructure probably due to agglomeration of the brick fines.



Figure 9. MIP analyses for B1, B2 and B3 mixes at 1, 7, 28 and 90 days [26].

New concepts for using recycled materials

Another approach to increase the reuse of C&DW is to broaden their market potential. In the framework of the SeRaMCo project, several pre-cast products have been designed to be produced with RCA. Some of those products are quite common but, if proven efficient, cover large market shares. These includes hollow core floor slabs or concrete insulated wall for example.

Others have been specifically designed to take advantage of the specific properties of RCA. One of the most interesting examples is water permeable concrete pavement. These combine a specific design with the RCA higher porosity, water absorption and water permeability to drain and retain water delaying runoff peak and decreasing the risk of flooding. The design includes slots in between pavements to increase the drainage.

A second interesting example (Figure 10) is sound absorbing retaining wall, which are also taking advantage of the higher porosity of RCA. Using RCA in the structural part of the wall as well as in the sound absorbing layer of concrete significantly improves its efficiency.

Figure 10. SeRaMCo sound absorbing retaining

wall made with RCA.

Another possibility is to use RCA in lower grade applications such as rammed concrete. Rammed concrete is the contemporary update of the traditional rammed earth construction method (Figure 11). Rammed concrete presents many advantages such as low water and cement requirement making it an ecological alternative to classical masonry. It is also a quite easy method to implement and as such it is a good fit for self-building. Moreover, it can be of architectural interest for projects looking for a more artisanal and rustic look.



Figure 11. Rammed concrete wall [27]

Rammed concrete constitutes a viable way of recycling RCA with smaller grain size. As highlighted during the study on the influence of the crushing method, adherent cement paste content increases with decreasing grain size distribution making smaller RCA less desirable candidates for precast concrete/higher grade applications. RCA rammed concrete samples have been produced to test the feasibility of this method. Results have been very promising with cubes demoulded after 24h presenting a clean and sharp appearance (Figure 12). They have, then, been conserved for 28 days in a humid atmosphere before being tested. Mean compressive strength of 5.26 MPa has been measured for a 80 % - 10 % -10 % in mass mix of aggregates - water - cement. Those values are in accordance, and even a bit better, with the traditional rammed earth method.

Figure 12. Rammed concrete cube made with

RCA.

CONCLUSIONS

There is no choice: changing “the way we are making things” [12] is the solution as well as an opportunity. Technical progresses in sorting and preparing recycled materials (specifically recycled aggregates and sands) allows higher rates of

substitution of natural aggregates and sands by recycled concrete and/or silicates. Countries with low availability of natural resources clearly confirm this is possible. But the main remaining challenge resides in the capacity to change the perspectives of leaders in the construction industry and decision makers in the public authorities who oversee regulation and normalization. Standards or technical requirements are of course a security for the users but are also a barrier for new experiences and innovation in the construction industry sector. A technological transfer is today needed from laboratories and research centres to companies and administrations to preserve resources and to expand circular economy in civil engineering and housing development.

REFERENCES

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[6] Courard L, Rondeux M, Zhao Z, Michel F, Use of recycled fine aggregates from C&DW for unbound road sub-base. Materials 13, 2994 (2020).

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Andrade Revista Hormigón 59 (2020) 47 – 55

Cálculos sobre el grado de carbonatación del hormigón

Prof. Carmen Andrade

[email protected]

Química Industrial. Ha sido Profesora de Investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja del CSIC del que fue Directora durante 13 años. En la actualidad trabaja en el Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (CIMNE) de la Universidad Politécnica de Cataluña. Su especialidad es la corrosión de la armadura y la durabilidad del hormigón. Doctor Honoris Causa por las Universidades de Trondheim (Noruega) y de Alicante (España), ha recibido diversos Premios internacionales. Ha sido presidente de organizaciones internacionales como UEAtc, RILEM, WFTAO y Comité de Liaison. En la actualidad es Presidente de ALCONPAT, la Asociación Latinoamericana de Rehabilitación del Hormigón.

Resumen

La lucha contra el cambio climático se plantea como un objetivo estratégico a nivel mundial, tal y como se ha reconocido en las recientes cumbres sobre el clima. La fabricación de clinker está contribuyendo a las emisiones de CO2 con unos 520 kg por tonelada de clinker según los cálculos del Panel Intergubernamental para el cambio climático (IPCC). Este Panel no considera, sin embargo, la carbonatación del hormigón como una reabsorción del parte del CO2 emitido. En el presente trabajo se presenta un breve resumen de los estudios realizados en España con diferentes cementos. Los resultados han indicado que todos, excepto aquellos que contienen altas proporciones de escorias, exhibieron un grado de carbonatación (GdC) de alrededor del 50 % en las pastas. En el documento se presenta una metodología de cálculo representativa de una producción nacional específica, metodología que debería ser unificada para poder comparar los resultados a nivel internacional.

Palabras clave

cambio climático, clínker, recarbonatación

Abstract

The fight against climate change poses as a strategic objective at global level, as recognized in recent climate summits. The manufacture of clinker is contributing to CO2 emissions with about 520 kg per ton of clinker according to the calculations of the Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC). However, this Panel does not consider the carbonation of concrete as a reabsorption of part of the CO2 emitted. This paper presents a brief summary of the studies carried out in Spain with different cements. The results have indicated that all except those containing high proportions of slag, exhibited a degree of carbonation (DoC) of around 50 % in pastes. This paper presents a representative calculation methodology for a specific national production, a methodology that should be unified in order to compare the results at the international level.

Key words

climate change, clinker, recarbonation



Andrade, Revista Hormigón 59 (2020) 47 – 55 INTRODUCCIÓN

Los gases de efecto invernadero, producto de la industrialización creciente, están produciendo un aumento de la temperatura anual media que está estimulando la investigación en sus causas y remedios. En la actualidad cada país informa cada año sobre las emisiones de gases de efecto invernadero a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). Con relación al sector construcción y sus productos, el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC en sus siglas en inglés) que fue creado en 1988 por la World Meteorological Organization (WMO) y el Programa de Medio Ambiente de las Naciones Unidas (UNEP) ha indicado [1] que la calcinación de las rocas calizas y arcillas para producir 1 tonelada de clinker, liberan 520 kg de CO2. El combustible libera 480 kg de CO2 /T de clinker. Es necesario pues reducir la liberación de dióxido de carbono a la atmosfera en la fabricación de los cementos, para lo que una posibilidad inmediata consiste en disminuir la proporción de clinker en el cemento. Por otro lado, el IPCC no considera la capacidad de absorción de CO2 atmosférico por parte del hormigón, la conocida carbonatación, por lo que resulta científicamente relevante conocerla para comprobar si es significativa o no.

La carbonatación ocurre porque el CO2 penetra con el aire en los poros no saturados de humedad y reacciona con las fases alcalinas hidratadas del cemento lo que da lugar a la precipitación del carbonato cálcico debido a su bajo producto de solubilidad. Las fases que se carbonatan no son solo el hidróxido cálcico sino todas las fases hidratadas, en especial el gel C-S-H y los aluminatos son susceptibles de liberar el calcio y dar lugar a gel de sílice [2] y óxidos de aluminio y hierro, junto con el carbonato cálcico. La cantidad de carbonato generado se mide habitualmente mediante ensayos de termogravimetría de la pasta. Si todo el calcio de los cementos se carbonatara, la cantidad de CO2 fijado se calcularía directamente mediante la fórmula 1 (donde C = cantidad de cemento/m3 de hormigón, M = peso molecular), pero la carbonatación no es completa debido a diversas causas cuyo detalle excede al objetivo de la presente comunicación.

CO2-fijado (kg/m3) = C·%Cao·(MCO2/Macao) (1)

La carbonatación ha sido ampliamente estudiada en su relación con la corrosión de la armadura

[3,4] ya que la neutralización de las fases alcalinas supone un descenso del pH de la fase acuosa de los poros del hormigón hasta valores de 8-9, que producen la perdida de la pasividad típica del acero en medios alcalinos y, por tanto, la activación de su corrosión. El avance del frente carbonatado se suele estudiar mediante la aplicación de un indicador de pH como es la fenolftaleína y se han publicado modelos matemáticos desde antiguo para su cálculo [5-8]. Desde la simple ley de la raíz cuadrada del tiempo [5] se pasó a modelos más complejos como los propuestos en [8-10], en los que se necesita conocer el coeficiente de difusión del CO2 en función de la humedad de los poros y también la cantidad de CO2 que queda formado como carbonato.

Sobre este aspecto de la cantidad de CO2 combinado, se han publicado diversos trabajos relacionados con lo que se ha dado en llamar “secuestro de CO2” por la pasta de cemento [11-14], pero prácticamente ninguno lo mide experimentalmente [6,8] sino que lo suponen. Tal es el caso de una de las fórmulas más conocidas la de Steinour [11] que se muestra en la expresión 2.

% CO2,comb = MCO 2MCaO

∙ ��%CaO− 0,7(SO3)��+ (0,71 ∙ % Na2O) + (0,4675 ∙ %K2O) (2)

Esta fórmula permite definir el Grado de Carbonatación (GdC), o DoC en sus siglas en inglés, como el porcentaje de CO2 reaccionado en la zona carbonatada con respecto al CO2 emitido durante la fabricación del cemento (expresión 3).

DoC = CO 2 en la zona carbonatad aMáximo CO 2 emitido

(3)

Este GdC no debe confundirse con la profundidad de carbonatación y se determina con ensayos de termogravimetría. Así, un GdC = 50 % querría decir que se ha captado la mitad del dióxido de carbono generado en la producción del clinker del cemento analizado, o lo que es lo mismo, es el máximo de CO2 que ese cemento podría combinar. El máximo de CO2 que un cemento Portland con el 95 % de clinker puede absorber es la expresión 4 [3]:

UK = C(1 kg cem) ∙ 65100

(%CaO) ∙ 0,9( clinkercemento

) ∙

�4456�MCO 2

MCaO= 0,49 kg CO 2

kgcem (4)


Andrade Revista Hormigón 59 (2020) 47 – 55 Diversos países han acometido estudios de secuestro de CO2 [11-13] en los que se aborda el trasladar este GdC al CO2 total que todas las estructuras construidas pueden absorber lo largo de su vida útil, pero siempre en base a supuestos teóricos sobre el GdC. En España se identificó la necesidad de tener datos experimentales de GdC reales y estudiando diversos hormigones [14, 15] en lo que se llegó a la expresión 5 en términos de la cantidad de CaO reaccionado. En esta expresión los factores a y b son de tipo empírico. Los valores encontrados son del nivel del 70% similares a los de Steinour y Pade [11,12], sobre ellos se volverá más adelante.

CO2 − fijado (expresado como CaO) = a ∙ MCO 2MCaO

∙% CaO − b (5)

Otro estudio que hay que destacar es el realizado a nivel mundial [15] llamado “estudio global” en el que han participado casi todos los autores que habían publicado sobre esta materia. En esta publicación se hace un estudio exhaustivo de la cantidad de CO2 emitido por la fabricación de cemento desde 1930 en todas las regiones del mundo y también de la posible absorción desde entonces, incluyendo el polvo del horno y los morteros de revoco. Según los cálculos realizados, considerando un 80 % de GdC en la zona carbonatada y diferentes velocidades de carbonatación en distintas regiones, se llega a la conclusión que acumulative amount of 4.5 GtC has been sequestered in carbonating cement materials from 1930 to 2013, offsetting 43 % of the CO2

emissions from production of cement over the same period, not including emissions associated with fossil [fuel] use during cement production. Esta proporción parece elevada ya que resulta el 43 % del CO2 emitido solo en la calcinación, es decir es el 43 % del 52 % que representa la calcinación de las calizas usadas de materia prima resultando 223,6 kg/T de clinker.

Debido a la falta de datos reales sobre el grado de carbonatación en condiciones naturales se acometió un estudio en España con 15 cementos diferentes fabricados por distintas plantas [16,17]. En el presente trabajo se resumen los resultados con pastas porque son más fiables y se explican los cálculos realizados para evaluar cuanto CO2 se ha podido reabsorber en el parque construido español [20]. PARTE EXPERIMENTAL

Se prepararon 27 tipos diferentes de hormigones y el mismo número de pastas. En la Tabla 1 se dan las composiciones de los cementos y en la Tabla 2 la dosificación de los hormigones. Se fabricó un hormigón típico de edificación y otro de obra pública. En el presente trabajo solo se darán los GdC de las pastas porque su cuantificación se considera más fiable que la de los hormigones, cuyas muestras siempre contienen algo de árido.

Las probetas de hormigón fueron cilindros de 15x30 cm y las de pasta fueron prismáticas de 1x1x6 cm. Un aspecto de las muestras se puede apreciar en la Figura 1.

Tabla 1. Composición de los cementos.

Cemento SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO SO3 MgO Na2O K2O Cl- CEM I 42.5 R 20,18 4,49 2,64 63,83 3,45 2,28 - 0,95 0,010 CEM I 42.5R-SR 5 20,45 3,45 3,59 62,77 3,20 1,39 0,09 0,61 0,003 CEM II/A-L 42.5R 18,33 4,81 3,22 62,01 3,15 0,83 0,18 0,69 0,010 CEM II/A-S 21,72 7,53 2,81 60,11 3,01 2,00 0,43 0,83 0,002 CEM II/A-M (V-L) 42.5 R 22,02 10,04 2,39 57,15 7,16 2,56 0,47 1,16 0,001 CEM II/A-V 42.5 R 21,63 5,81 3,97 56,31 3,48 1,94 0,71 0,96 0,030 CEM II/A-P 42.5 R 31,45 6,26 3,36 52,64 2,60 0,20 - - 0,030 CEM II/B-LL 32.5 N 16,83 4,30 2,20 55,96 3,06 2,40 0,24 0,86 0,035 CEM II/B-M (S-V) 42.5 N 25,00 8,70 2,50 54,20 2,76 2,72 0,45 0,52 0,050 CEM II/B-V 32.5 R 29,19 10,25 2,53 48,58 2,92 2,82 0,20 1,10 0,001 CEM II/B-P 32.5 N 26,24 8,58 6,62 49,23 3,40 6,21 1,36 1,07 0,006 III/A 42.5N-SRC 26,60 8,50 2,50 55,60 2,10 4,80 - 0,70 - CEM III/B 32.5N-SR 26,40 10,60 2,47 45,95 2,72 3,12 0,27 0,70 0,011 CEM III/C 32.5N-SR-LH 30,04 10,12 1,16 46,82 3,80 5,80 0,06 0,37 0,075 CEM IV/B 32.5N 32,23 12,32 4,20 41,05 2,64 2,14 0,41 1,59 0,003


Andrade, Revista Hormigón 59 (2020) 47 – 55

Tabla 2 Dosificación de los hormigones

Mezcla A: Edificación Cemento 300 kg

Áridogrueso 6-12 mm 1144 kg Arena 0-2 mm 820 kg

agua 180 kg a/c 0,6

Mezcla B: Obra pública Cemento 400 kg

Áridogrueso 6-16 mm 949 kg Arena 0-2,5 mm 297 kg Arena 0-5 mm 614 kg

Agua 180 kg a/c 0,45

Figura 1. Probetas de pasta y hormigón expues-

tas a la atmosfera no protegidas de la lluvia.

Todas las probetas se curaron en cámara húmeda solo 48 horas, para simular un curado más realista. Luego se desmoldaron y dejaron en el laboratorio a 22 ºC y 38 % de HR otros 26 días. Después se colocaron en tres ambientes: interior, exterior protegido de la lluvia y exterior no-protegido de la lluvia, durante 3,7 años. Las condiciones ambientales exteriores medias anuales en Madrid fueron de 16 ºC y 57 % HR.

En tiempos predeterminados se midió el avance del frente carbonatado (Figura 2) y de las zonas carbonatadas se tomaron muestras para medir los carbonatos mediante termogravimetría con un aparato STA 449F3 Netzsch según el protocolo desarrollado en [18]: 50 mg de polvo con finura menor de 100 µm se llevaron hasta 950-1000 °C at 4°C/min en una atmosfera inerte de nitrógeno y se registraron las pérdidas de peso en función de la temperatura. El agua del gel C-S-H se determinó a partir de la perdida entre 110 ºC y el comienzo de la descomposición de la portlandita (alrededor de 400 ºC) y el carbonato entre 600 y 800 ºC. Las pérdidas se estandarizaron por gramo de cemento calcinado hasta los 1000 ºC.

Figura 2. Determinación de la carbonatación con

fenolftaleína como indicador de pH. La velocidad de carbonatación se calculó de la profundidad del frente de la fenolftaleína mediante la ecuación 6: xCO 2 = VCO 2 ∙ √t (6)

El GdC se calculó con la ecuación 7:

DoC = CO 2 fijado en la zona carbonatadaCO 2 remitido en la clinkerizacion

(7)

El CO2 fijado en la zona carbonatada se ha calculado suponiendo que el clinker es 0,975 del total del cemento (2,5% de yeso añadido). La relación de pesos moleculares es MCO2/MCaO= 0,785 por lo que el CO2 emitido es:

CO2 emitido = %CaO0,975

∙ 0,785 (8)

RESULTADOS

La Figura 3 muestra el GdC de las pastas [15,16] junto con otros datos aportados por otros investigadores en función de la edad. En otros ensayos no reportados aquí, se comprobó que el GdC llega a un máximo a los 2-3 años por lo que para los datos a 3,7 años se puede considerar que las muestras no absorben más CO2.

La Figura 4 muestra el GdC de todas las pastas ensayadas a los 3,7 años de exposición. Todas las pastas muestran GdC menores del 100 % excepto los CEM III/B y CEM III/C. Es decir, la carbonatación no es completa, y no es de esperar ningún aumento posterior. El que los CEM III/B y C se carbonaten más del 100 % se ha atribuido a que las escorias absorben también CO2 y como el cálculo se hace con respecto al clinker, resultan esos valores superiores al 100 %. Estos datos se emplearon en un estudio estadístico, la Tabla 3 recoge los valores medios obtenidos para las pastas. El valor medio del GdC excluidos los CEM III/B y C resultó del 50,73 % con un coeficiente de variación del 42,36 %, mientras que en los hormigones (no mostrados en la tabla) fue del 62,5 % con coeficiente de variación del 38,25%.


Andrade Revista Hormigón 59 (2020) 47 – 55

Figura 3. Relación entre el Grado de Carbonatación y la edad de la muestra.

Figura 4. Grado de carbonatación de todas las pastas durante los 3,7 años en los tres ambientes de

exposición, y con distintos tipos de cemento.

Tabla 3.Valores de GdC obtenidos para pastas.

Grado de Carbonatación pastas Valor promedio

Coeficiente de variación (%)

Valor límite: Promedio - 1.645xs (5% fiabilidad)

Todos los cementos Excepto CEM III 50,73 42,36 15,38 Solo Cemento Portland 52,19 21,28 33,93

CEM III/A 82,35 23,80 50,11 CEM III/B 120,49 17,57 85,67 CEM III/C 356,03 22,13 226,45


Andrade, Revista Hormigón 59 (2020) 47 – 55 En la Figura 5 se muestra la comparación del GdC entre las pastas y los hormigones. De los resultados se deduce que en las pastas se mide algo menos de grado de carbonatación que los hormigones, lo que se atribuyó a que los restos de árido en las muestras de los hormigones perturban el valor de referencia que es el cemento solo. Por ello los GdC que se consideran más exactos son los de las pastas.

Figura 5. Comparación de GdC entre pastas y hormigones: Arriba: todos los cementos. Abajo:

sin los cementos con escorias CEMIII/B y C.

En la Figura 6 se muestra la influencia de la humedad de cada uno de los tres ambientes en el GdC para el caso solo del CEM I. El mayor GdC se detecta en las condiciones exteriores no-protegido de la lluvia. Es decir, donde la humedad es mayor al estar expuesto a la lluvia. Este resultado es contrario a la velocidad de carbonatación en la que este ambiente suele dar una penetración menor.

Figura 6. Efecto de la clase de exposición en la

proporción de CO2 fijado por carbonatación.

Finalmente, y como se deriva de la figura anterior, es importante resaltar que no existe una relación directa entre profundidad de carbonatación y GdC, como se deduce de la Figura 7.

Figura 7. Relación entre el GdC y la velocidad de carbonatación.


Andrade Revista Hormigón 59 (2020) 47 – 55 DISCUSIÓN

El cálculo del CO2 secuestrado implica tener en cuenta los diferentes ambientes (humedad y temperatura), la geometría de los distintos elementos y el periodo de vida a considerar que se está carbonatado. Es decir, todo el ciclo de vida de la estructura como se representa en la Figura 8. Por ello es necesario introducir un nuevo concepto que es el de la capacidad de almacenamiento de CO2 (CAC) por parte de un

elemento individual o de un parque de estructuras. Esta capacidad es la que se puede utilizar en un producto individual para la Declaración de Impacto ambiental de ese producto, o si es todo un conjunto de estructuras, sería el valor a comunicar como país o como organización profesional. Es pues importante tener un método de cálculo normalizado, tal y como ha recogido el Comité Europeo de Normalización para los productos en base cemento [19].

Figura 8. Ciclo de vida de los productos en base cemento.

Las etapas de un cálculo de este tipo son [20]:

1. Cálculo o ensayo del GdC del cemento, o de cada cemento si se trata de un conjunto de estructuras.

2. Cálculo del CO2 fijado por m3 de hormigón y por elemento. teniendo en cuenta su contenido total en cemento

3. Medida, o supuesto, de la velocidad de carbonatación en cada ambiente interior o exterior y estimación de su valor medio.

4. A partir de esta velocidad de carbonatación media se calcula la capa carbonatada equivalente que es la que se carbonatara en un periodo de tiempo o en la vida útil del elemento.

a. Esta capa equivalente tiene en cuenta la superficie con respecto al volumen de la pieza. Para el caso de un conjunto de estructuras esta capa equivalente es necesario generalizarla

teniendo en cuenta la relación superficie/volumen y así, se pueden agrupar las estructuras por su tipología y adjudicarles este factor S/V. Esto permite hacer el inventario de todos los tipos de edificios y obra pública y calcular factores medios que permiten llegar a caracterizar todo el parque construido del país. Teniendo el inventario de un país y su relación S/V media, se puede calcular la CAC del país de la misma manera que el GdC, ya que sería el porcentaje de CO2 combinado respecto del total emitido por las fábricas de clinker en el país.

b. Si el elemento llega a ser reciclado como árido, entonces su relación S/V aumenta radicalmente y los áridos pueden ser completamente carbonatados, lo que permite aumentar la CAC significativamente. El GdC o la CAC seria la suma de la conseguida durante la vida útil y después, una vez se recicla y se carbonata.


Andrade, Revista Hormigón 59 (2020) 47 – 55 5. A continuación, es necesario introducir cómo

considerar la vida útil, porque cada año a un elemento es necesario sumarle el que la carbonatación sigue profundizando los años siguientes y es necesario considerar si vida en servicio será de 50, 100 años o más. Este es un aspecto abierto en cuanto a su normalización que, por otro lado, debería promediarse en cada país según su propia dinámica de construcción y demolición.

6. Se puede suponer que la cantidad de CO2 secuestrada es la suma de todas etapas y las tipologías de uso de los materiales en base cemento y se puede pues calcular con la siguiente expresión [15]:

M = ∑ (Cinventario + Cmortero + Creciclado +n1

Cotros usos (9) Como ejemplo de cálculo se puede tomar la producción de España de hormigón en 2016 que fue de 16,4 millones de m3. Suponiendo 325 kg cemento/m3 de hormigón, y un GdC del 50 %, una relación S/V = 3, una velocidad de carbonatación media de 3 mm/√año, 100 años de vida útil, 0,95 % de clinker/cemento, de la ecuación 4 resulta:

CO2 (CAC) = �C ∙ UK ∙ DoC ∙ k√t ∙ m3

año∙ m

m3

2� = 0,003 ∙

0,5 ∙ 3 ∙ √100 ∙ 0,49 ∙ 325 ∙ 0,95 ∙ 16400 =111650,17 T de CO 2

año (10)

Las emisiones de esos m3 de hormigón fueron (11):

CO2emitido = C ∙ UK ∙T

m3= 325⋅0,95⋅0,49⋅16400 = 248115 (11)

Por tanto, la capacidad CAC de España por la producción de ese año seria de (12):

CAC = 111650 .172481115

∙ 100 = 4,5 % (12)

Este dato coincide con estudios previos realizados en España, pero que resulta alejado de los porcentajes en el Cálculo Global [15]. Ello es debido a la baja relación S/V considerada en España, al menor GdC y a que no se ha considerado ningún reciclado ni carbonatación de los productos secundarios, como morteros de albañilería. Simplemente multiplicando por una velocidad de carbonatación de mm/√año, un GdC del 80 % y una relación S/V de 6 el porcentaje sería del 19,2 %.

CONCLUSIONES

Las principales conclusiones que se han podido deducir son:

1. Dada su variabilidad es muy importante no basarse sobre supuestos teóricos, sino tener datos reales del Grado de Carbonatación de los hormigones en los distintos climas y ambientes.

2. El Grado de Carbonatación máximo se alcanza al cabo de 2 a 3 años no habiéndose encontrado que la edad lo aumente.

3. De todos los tipos de cemento ensayados que son representativos de la producción en España se ha derivado un GdC de alrededor del 50 % estando el 95 % de las muestras por encima del 15 % de GdC.

4. Existe una metodología para calcular la capacidad de almacenamiento de CO2 (CAC) de un elemento, conjunto de estructuras o de un inventario de un país, pero existe bastante incertidumbre en la cuantificación de los valores promedio de velocidad de carbonatación y la relación superficie /volumen.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece la financiación al Ministerio de Educación y Ciencia y a Oficemen - España. También se expresa el agradecimiento a Isabel Galán que realizo los ensayos de GdC así como al Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja del CSIC-España. REFERENCIAS

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Mejía et al., Revista Hormigón 59 (2020) 57 – 68

Activación alcalina y uso integral de desechos de construcción y demolición: Producción de concretos y elementos constructivos

Prof. Ruby Mejía de Gutiérrez

[email protected]

Doctora en Ciencias Químicas de la Universidad Complutense de Madrid, España. Es Profesora Titular en la Escuela de Ingeniería de Materiales de la Universidad del Valle, Cali, Colombia. Ha sido Directora de la Escuela y de los programas de Maestría y Doctorado en Ingeniería. Investigadora Emérita y Directora del grupo de investigación Materiales Compuestos – GMC, Categoría A1 en MinCiencias. Sus áreas de interés incluyen la valorización y aprovechamiento de residuos sólidos industriales, desarrollo de cementantes alternativos, activación alcalina y geopolimerización, durabilidad y corrosión de hormigón. Consigna 5 patentes, numerosas publicaciones y direcciones de tesis de Maestría y Doctorado.

Resumen

Los altos volúmenes de residuos de construcción y demolición (RCD) generan un alto impacto ambiental. La urgencia de soluciones a este problema es evidente y algunos países han optado por producir agregados reciclados, pero esta opción sólo permite un uso parcial de los RCD. En este estudio, a partir de una muestra de escombros y su clasificación (hormigón, ladrillo de arcilla roja, mortero, residuos de cerámica y vidrio), trituración y/o molienda se obtuvieron materiales aptos como precursores y agregados. Estos materiales se utilizaron para producir elementos de construcción utilizando la tecnología de activación alcalina. Los resultados muestran que, en condiciones controladas, es posible utilizar RCD en la producción de elementos como ladrillos, bloques, baldosas y adoquines. Estos elementos de construcción cumplen con las especificaciones estándar establecidas para su uso en la industria de la construcción. Los resultados representan una opción para RCD como aglutinantes y agregados al utilizar la tecnología de activación alcalina y cumplir el objetivo de cero residuos dentro del concepto de la economía circular. El reciclaje y reutilización de RCD, permitirá aportar al desarrollo ambiental y económicamente sostenible del sector de la construcción.

Palabras clave

residuos de construcción y demolición, activación alcalina, cementantes híbridos, agregados reciclados, elementos constructivos

Abstract

The high volumes of construction and demolition wastes (CDWs) generate a high environmental impact. The urgency of solutions to this problem is evident, and some countries have opted to produce recycled aggregates, but this option only allows a partial use of CDWs. In this study, from a debris sample and after classification (concrete, red clay brick, mortar, ceramic, and glass wastes), crushing and/or grinding, materials were obtained as precursors and aggregates. These materials were used to produce building elements using alkaline activation technology. The results show that under controlled conditions, it is possible to use CDWs in the production of elements such as bricks, blocks, tiles, and paving stones. These building elements comply with the standard specifications established for use in the construction industry. The results represent one option for CDWs as binder and aggregates, using alkaline activation technology thereby meeting the zero-waste objective within the concept of the circular economy. RCD recycling and reuse will contribute to the environmentally and economically sustainable development of the construction sector.

Key

words Construction and demolition wastes, alkali-activated materials, hybrid cement, recycled aggregates, building elements




Coautores del presente trabajo

Dr. Rafael Robayo-Salazar

Doctor en ingeniería con énfasis en Ingeniería de Materiales de la Universidad del Valle (Cali, Colombia). Investigador miembro del Grupo Materiales Compuestos. Autor de varios artículos de investigación publicados en revistas científicas indexadas y co-inventor de una patente de invención. Sus áreas de interés son los materiales compuestos, la tecnología del hormigón, el aprovechamiento de residuos y subproductos industriales, y la activación alcalina. Actualmente en estancia posdoctoral en la Universidad del Valle, apoyada por el Ministerio de Ciencias, Tecnología e Innovación de Colombia.

Dr. William Valencia-Saavedra

Doctor en ingeniería con énfasis en Ingeniería de Materiales de la Universidad del Valle (Cali, Colombia). Investigador miembro del Grupo Materiales Compuestos. Autor de varios artículos de investigación publicados en revistas científicas indexadas. Sus áreas de interés son la tecnología del hormigón, el aprovechamiento de residuos y subproductos industriales, la activación alcalina y la durabilidad y corrosión de hormigón. Actualmente en estancia posdoctoral en la Universidad del Valle, apoyada por el Ministerio de Ciencias, Tecnología e Innovación de Colombia.

INTRODUCCIÓN

En septiembre de 2015, la Asamblea General de las Naciones Unidas aprobó la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible que incluye 17 Objetivos (ODS) orientados hacia la sostenibilidad económica, social y ambiental de los 193 Estados Miembros que la suscribieron, entre los cuales se encuentra Colombia. En los ODS 11 y 12 relacionados con Ciudades Sostenibles, Producción y Consumo Sostenible, respectivamente, se plantea para 2030 reducir el impacto ambiental negativo per cápita de las ciudades, prestando especial atención a la calidad del aire y la gestión de los desechos generados. Por tanto, se propone actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización y se señala que las empresas deben disminuir el impacto ambiental de su proceso de producción, para que automáticamente su producto o servicio ofrecido en el mercado sea más sostenible [1].

Una ciudad sostenible debe proporcionar una alta calidad de vida para sus habitantes sin afectar las condiciones humanas en las regiones vecinas [2] y, en general, como respuesta al cambio climático debe lograr una economía de bajo carbono para así alcanzar la sostenibilidad [3]. Los edificios son estructuras consumidoras de energía que tienen un gran impacto en el cambio climático global y son responsables de casi el 40 % del consumo de energía primaria y 70 % del consumo de electricidad. Alrededor del

40 % de las emisiones de CO2, 50 % del SO2 y el 20 % de NOx son producidas en los EE. UU como resultado de la energía relacionada con las construcciones [4]. En la actualidad existe una tendencia creciente en la mayoría de los países hacia el diseño y la construcción de edificios verdes, que satisfagan ciertas características únicas y que durante todo su ciclo de vida contribuyan a la conservación de los recursos (energía, tierra, agua y materiales) y a la reducción de la contaminación, manteniendo la calidad del entorno interior y protegiendo el medio ambiente [5,6]. Por tanto, una “Ciudad Sostenible” debe lograr, a través de la innovación tecnológica, la sustitución de la “economía lineal” por una “economía circular” en la que se reincorporen los residuos (una y otra vez) en los procesos de producción de nuevos productos y/o materiales (hacia el objetivo “cero residuos”) [7].

Atendiendo los criterios de sostenibilidad, el Ministerio de Ambiente en Colombia ha planteado cuatro ejes temáticos, a saber: la energía, el agua, los materiales de construcción y el suelo [8]. En lo que hace referencia a los materiales de construcción para lograr una construcción sostenible se establecieron tres objetivos fundamentales: racionalizar el uso de materiales, sustituir materiales y procesos de alto impacto, y manejar el impacto ambiental. Esto incluye la utilización y aprovechamiento de materiales disponibles en la zona donde se desarrolla el proyecto, la selección de materiales


Mejía et al., Revista Hormigón 59 (2020) 57 – 68 que contribuyan a la reducción de consumos energéticos, que presenten baja densidad, aislamiento térmico y acústico, el uso de materiales que en su proceso de producción y utilización generen menor impacto ambiental (reducidos consumos energéticos, menores emisiones, menor consumo de recursos naturales, entre otros) y que al final de su vida útil puedan ser reciclados.

Aunque, la industria de la construcción es considerada como uno de los sectores más influyentes en el crecimiento socioeconómico de los países y su dinamismo se garantiza por la estrecha vinculación con la constante necesidad de vivienda e infraestructura civil, este crecimiento ha incrementado notablemente la generación de residuos asociados a las actividades de construcción y demolición (RCD), llegando a representar en algunos países hasta el 30 % de los residuos sólidos generados, por lo cual su manejo y reciclado es un importante aspecto para el saneamiento ambiental [9].

En general, los residuos de la construcción y demolición (RCD) se pueden dividir en tres grupos relacionados con su origen; los generados durante la construcción de nuevas edificaciones, los que provienen de la renovación y demolición de infraestructuras (edificios, puentes, carreteras, entre otras) a los que se les suman los derivados como consecuencia de desastres naturales y conflictos bélicos, y los procedentes de la industria cerámica (blanca y roja) [10]. Actualmente, los mayores generadores de RCD a nivel mundial son China con aproximadamente 200 millones de toneladas de RCD, Estados Unidos de América con alrededor de 143 millones de toneladas y los países que conforman la Comunidad Europea (UE) con aproximadamente 750 millones de toneladas al año. De estos igualmente se afirma que aproximadamente un 54 % corresponde a material cerámico (ladrillos, azulejos, tejas y otros) y un 12 % a hormigón [11]. Por otro lado, la industria cerámica descarta cerca del 3 al 7 % de su producción [12], aun cuando sus procesos de producción sean automatizados y controlados. En algunos países de la UE, como Alemania, Dinamarca y Países Bajos, la reutilización de RCD alcanza un 80 %, en el resto no supera en promedio un 30 % [13]. A nivel de Latinoamérica, algunos países han implementado parcialmente procesos de aprovechamiento específicamente orientados a la producción de agregados de hormigón reciclado, para su posterior aplicación en morteros, hormigones y aplicaciones

geotécnicas. Sin embargo, debido a sus costos de producción comparados al de los agregados naturales, en ocasiones su utilización es considerada no-competitiva, aun con los elevados costos ambientales de la extracción de agregados naturales. Por tanto, la búsqueda de alternativas de reciclaje y/o aplicaciones con mayor valor comercial, que aseguren el aprovechamiento integral de los RCD, se constituye en una prioridad [10,14,15].

En febrero de 2017 el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible de Colombia expidió la Resolución 0472 que reglamenta la gestión integral de los residuos generados en las actividades de construcción y demolición-RCD; esta norma entro en vigor el 1° de enero de 2018 [16]. Acorde a esta reglamentación, los grandes generadores deberán utilizar RCD aprovechables en un porcentaje no inferior al 2 % en peso del total de materiales usados en obra y en los años posteriores se deberá garantizar un incremento anual de dos puntos porcentuales (+2 %), hasta alcanzar como mínimo un 30 % de RCD aprovechables en peso total de los materiales usados en obra. Dentro de la categoría de RCD susceptibles de aprovechamiento, figuran los residuos pétreos y los no-pétreos, al primer grupo pertenecen los residuos de hormigón, mortero, mampostería, cerámica (Figura 1) y al segundo los residuos de vidrio, polímeros, entre otros. Cabe anotar, que el volumen de RCD generados en Colombia asciende aproxima-damente a 22 millones de toneladas/año.

Figura 1. RCD pétreos aprovechables.

Los RCD pétreos están compuestos principal-mente por materiales silico-aluminosos (SiO2 y Al2O3), y algunos inclusive pueden contener óxidos de sodio y calcio, de allí que la tecnología de activación alcalina se considere como una alternativa viable para su aprovechamiento integral, más aún cuando esta tecnología ha demostrado ser altamente viable para convertir desechos y subproductos industriales, con características apropiadas, en materiales sostenibles ambientalmente [17].

Puertas et al. [18] evaluaron residuos de baldosas cerámicas, producidas con arcillas rojas


Mejía et al., Revista Hormigón 59 (2020) 57 – 68 y blancas, como precursor geopolimérico activando alcalinamente el residuo con NaOH y waterglass (Na2O∙nSiO2∙mH2O), y reportan en pastas, a edad de 8 días, resistencias a compresión y flexotracción de 13 y 4 MPa respectivamente. Allahverdi y Kani [19, 20] reportan resistencias de hasta 50 MPa utilizando como precursor la mezcla de 60 % de residuo de hormigón (RC) y 40 % de residuo de ladrillo (RL) activados con una solución de NaOH y waterglass. Reig et al. [11] activaron un RL con NaOH 7 M y relación SiO2/Na2O 1,6 reportando una resistencia de 30 MPa en morteros luego de 7 días de curados a 65°C; en estudios posteriores al utilizar la adición de un 40 % de aluminato cálcico obtienen 50 MPa a 3 días de curado a temperatura ambiente [21].Sun et al. [22] producen una pasta geopolimérica a partir de la activación alcalina de un desecho cerámico utilizando como activadores waterglass e hidróxido de potasio (KOH) y reportan, a 28 días de curado, una resistencia a la compresión de 71 MPa luego de un curado térmico a 60 °C. Reig et al. [23] utilizando un residuo de porcelana sanitaria, evaluaron la influencia de la concentración del activador alcalino (NaOH y waterglass) y la adición de Ca(OH)2, demostrando la posibilidad de obtener un mortero de 36 MPa a los 7 días de curado a 65 °C. Komnitsas et al. [24] estudiaron el potencial de geopolimerización de diferentes residuos de construcción, ladrillos, tejas y hormigón, reportando resistencias a la compresión de hasta 49,5 y 57,8 MPa con los RL y los procedentes de tejas respectivamente, sin embargo, en el caso de RC reportaron 13 MPa al emplear NaOH (14 M) y un tratamiento de curado a 90 °C por 7 días; estos valores coinciden con los reportados por Zaharaki et al. [25] quienes utilizaron un curado a 80 °C por 1 día. Lampris et al. [26] activaron alcalinamente residuos de la trituración (≤63 µm) de desechos de construcción en plantas de producción de agregados obteniendo resistencias a la compresión de 18,7 MPa a los 7 días de curado y temperatura ambiente; un tratamiento de curado por 24 horas a 105°C y la adición de un 20% de metacaolín como fuente de alúmina soluble, logran incrementar la resistencia mecánica del geopolímero en 112 % y 63 % respectivamente. Por su parte, Vázquez et al. [27] utilizando disoluciones de NaOH y waterglass obtuvieron 25 MPa con residuos de hormigón (RC) y 46 MPa con la adición de 10 % de metacaolín y luego de 28 días de curado a temperatura ambiente (25 °C). El reciclaje de los residuos de

vidrio (RV) utilizando la tecnología de activación alcalina, bien como fuente de SiO2 para la obtención de waterglass o como precursor del cementante activado o reemplazo del agregado fino, ha sido investigado por diferentes autores obteniendo resultados importantes desde el punto de vista microestructural, mecánico y durable [28-34].

Este articulo presenta los resultados obtenidos al aplicar la técnica de activación alcalina a componentes pétreos del RCD (residuo de ladrillo, RL; residuo de hormigón, RC; residuo de mortero y residuo de cerámica blanca) y no-pétreos (residuo de vidrio, RV) con el fin de obtener conglomerantes que puedan ser utilizados en la fabricación de diversos elementos constructivos tales como bloques, adoquines, tejas o baldosas. Los agregados, finos y gruesos, utilizados en la producción de dichos elementos fueron obtenidos luego de procesos de trituración, molienda y clasificación de los RCD.

El uso integral de estos residuos en la industria de la construcción se considera una solución sostenible a la problemática ambiental asociada a los RCD. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL Y MATERIALES

En la Figura 2 se presenta de manera esquemática, el procedimiento seguido para la obtención de precursores y agregados a partir de los materiales pétreos de una muestra de RCD, procedente de una escombrera ubicada en la ciudad de Cali, los cuales fueron utilizados en la producción de los elementos constructivos.

El residuo de vidrio, RV fue tomado de una empresa gestora de residuos que recolecta estos materiales para su posterior reciclaje. Los diferentes residuos de hormigón (RC), ladrillo (RL), mortero y cerámica, fueron separados manualmente de la muestra de RCD, y posteriormente sometidos a procesos de trituración y/o molienda. Adicionalmente se utilizó un residuo no-pétreo (vidrio, RV). La composición química de estos materiales, presentada en la Tabla 1, se determinó mediante Fluorescencia de rayos-X. Se destacan las altas relaciones molares SiO2/Al2O3 del RL y RC, y los contenidos, mayores al 10 %, de CaO y Na2O en el RV, lo cual indica que el vidrio es tipo sódico-cálcico. El precursor Mix está compuesto por la mezcla de residuos de hormigón, cerámica blanca, mampostería y mortero, tal como se puede apreciar en la Figura 1.


Mejía et al., Revista Hormigón 59 (2020) 57 – 68 El análisis por difracción de rayos-X mostro que RL y RC son de naturaleza primordialmente cristalina, mientras RV es de carácter vítreo. El tamaño medio de partícula se determinó por granulometría láser, en un equipo Mastersizer-2000; los resultados D (4,3) del RL, RC, RV y RCD Mix fueron 24, 25, 43 y 92 µm, respectivamente. Los materiales precursores fueron activados alcalinamente usando disoluciones basadas en NaOH y Na2SiO3 (waterglass: SiO2=32,09 %, Na2O=11,92 %, H2O = 55.99 %). El cemento Portland (OPC) fue utilizado como fuente de CaO en proporciones menores al 30 % en peso para producir cementantes de tipo hibrido; su composición química es incluida igualmente en la Tabla 1.

De cada sistema, se produjeron pastas variando la composición de la mezcla (relaciones molares o porcentajes de óxido de sodio) y se evaluó la resistencia mecánica a edad de 28 días;

siguiendo un proceso estadístico basado en la metodología de superficie de respuesta, se definieron las proporciones optimas del cementante (precursor + activador). Se utilizaron dos sistemas de curado, temperatura ambiente (25 ºC) y curado térmico a 70 ºC por 24 horas. El curado posterior de los especímenes hasta la edad de ensayo se llevó a cabo en una cámara a condiciones controladas de temperatura y humedad relativa. El agregado grueso fue obtenido de la trituración del residuo de hormigón (menor a 25,4 mm), mientras el agregado fino fue obtenido de la trituración de los residuos de cerámica (roja y blanca) y mortero (menor a 4,76 mm), tal como se aprecia en la Figura 2. Cabe anotar, que durante estos procesos se genera una cantidad considerable de polvo (aproximadamente 20 % en peso) cuyo tamaño es inferior a 150 µm (impalpables), este producto fue recolectado e incorporado al precursor Mix (Figura 3).

Figura 2. Sinopsis de la Metodología de procesamiento y utilización de materiales pétreos (*Molinos de mandíbulas y de Martillos; **Molino de bolas).

Tabla 1. Composición química de los precursores primarios y el OPC (% en peso de óxidos).

Material SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO Na2O MgO K2O Relación molar SiO2/Al2O3

RL 65,92 20,08 9,10 0,73 0,44 0,86 0,97 5,58

RC 56,21 10,68 10,39 15,37 2,08 3,35 0,36 8,95

RV 72,27 1,49 0,62 11,15 13,37 0,26 0,51 ---

Mix 47,60 11,20 5,90 21,20 0,60 1,80 1,10 7,20

OPC 21,23 4,92 4,88 64,27 0,26 1,61 0,25 ---



Figura 3. Precursores y agregados reciclados obtenidos de RCD pétreos.

A partir de los cementantes anteriores se diseñaron elementos constructivos tipo bloque, adoquín, baldosa o teja; estos elementos constructivos fueron fabricados de forma simplificada utilizando una máquina CINVA-RAM y una vibrocompactadora de operación manual, previendo la facilidad de su producción en comunidades poco tecnificadas. Los elementos fueron evaluados según las especificaciones técnicas requeridas para cada tipo de aplicación.

RESULTADOS Y ANÁLISIS

Efecto del activador y la temperatura de curado en la resistencia a compresión de las mezclas

El efecto de la concentración de NaOH (expresada en % de Na2O) y de la temperatura de curado (25 y 70 °C) sobre la resistencia a la compresión (28 días) de los cementantes basados 100 % en RL, RC y RV se incluye en la Figura 4. En general, el incremento de la temperatura de curado (70 °C) promueve la obtención de un mayor desempeño mecánico. La mayor resistencia a la compresión para RL fue 11,24 MPa y se obtuvo incorporando 8 % de Na2O (Figura 4-a). Para RC la cantidad óptima de Na2O en el sistema es 6 % y su resistencia fue de 11,64 MPa (Figura 4-b); este curado térmico es necesario dado la naturaleza predominantemente cristalina de RC [24]. En el caso de RV, la mayor resistencia (57,22 MPa) es obtenida al incorporar 4,6 % Na2O (Figura 4-c), este resultado superior es atribuible a la naturaleza vítrea del residuo. A diferencia de los otros residuos, RV posee un bajo contenido de aluminio, sin embargo, al ser su naturaleza sódico-cálcica el gel formado es básicamente tipo C-S-H [30].

Figura 4 - Resistencia a la compresión (28 días) de RCD activados con NaOH: a) RL; b) RC; c) RV.


Mejía et al., Revista Hormigón 59 (2020) 57 – 68 Los resultados de resistencia a compresión a edad de curado de 28 días para cada sistema, en función de la concentración del activador waterglass y/o las relaciones molares de la mezcla precursor-activador (expresadas como SiO2/Al2O3 y Na2O/SiO2) y la temperatura de curado (25 y 70°C), para RC y RL se presentan en la Figura 5. En ambos casos, se observan incrementos significativos en la resistencia comparado a la activación con NaOH. Sin embargo, es de resaltar que, acorde a las características de cada precursor, existen cantidades óptimas de las relaciones molares SiO2/Al2O3 y Na2O/SiO2. La máxima resistencia a la compresión (28 días) para las mezclas 100 % RL activadas con NaOH + waterglass fue 66,56 MPa, esta se logró con la aplicación de 70 °C durante 24 horas y relaciones SiO2/Al2O3 y Na2O/SiO2 de 7,10 y 0,12, respectivamente (Figura 5-a). El uso de este tipo de activador

(NaOH + waterglass) para las mezclas 100 % RC da lugar a resistencias a la compresión de hasta 25,57 MPa, utilizando relaciones SiO2/Al2O3=10,0 y Na2O/SiO2=0,09 a temperatura ambiente (Figura 5-b). Los valores de resistencia mecánica a compresión utilizando como activador NaOH + waterglass superan ampliamente los obtenidos con NaOH; por ejemplo, la resistencia optima de las mezclas 100% RL activadas con waterglass y curadas a temperatura ambiente (54,38 MPa) es 7,3 veces superior a la máxima obtenida en las mezclas activadas con NaOH (7,49 MPa-25 ºC), y en RC fue 3,39 veces superior al máximo obtenido con NaOH (7,55 MPa-25 °C). Este comportamiento se atribuye a la presencia de especies de sílice soluble aportadas por el activante, que proporciona las condiciones adecuadas para la formación de la estructura geopolimérica [35].

Figura 5. Resistencia a la compresión (28 días): a) RL; b) RC activados con NaOH+waterglass.

Efecto de la adición de cemento portland en la resistencia mecánica de las mezclas basadas en RL y RC

La influencia de la adición de cemento portland (OPC) sobre la resistencia a la compresión (25 ºC) de las mezclas óptimas basadas en RL y RC se puede observar en la Figura 6. En general, se aprecia que la adición de OPC, independientemente del tipo de activador alcalino utilizado, incrementa la resistencia a la compresión obtenida a la misma temperatura (25 °C) y dosis de activante. A su vez se puede apreciar que las muestras con adición de OPC no requieren curado térmico para lograr un adecuado desarrollo resistente. Para el caso del RL activado con NaOH (8 % Na2O) la máxima resistencia se logró con la adición de 10% de OPC (41,39 MPa) (Figura 6a); al utilizar

NaOH+waterglass la mayor resistencia se obtuvo con la adición de un 20 % de OPC (SiO2/Al2O3

=6,78 y Na2O/SiO2=0,13), alcanzando valores de hasta 102,59 MPa a los 28 días de curado a temperatura ambiente (Figura 6b). Por el contrario, RC requiere la adición de un 30 % de OPC y reporta 33,69 MPa (6d).

El precursor Mix, compuesto por la mezcla de residuos de hormigón, cerámica, mampostería y mortero, con tan solo 10% de OPC reportó 32 MPa 28 días de curado a temperatura ambiente (≈ 25 °C y HR ≈ 80 %).

El efecto positivo de la incorporación de OPC se puede atribuir al aporte de CaO y en consecuencia la coexistencia de geles C-S-H (producto de hidratación del cemento portland) y N-A-S-H (producto de la activación alcalina de los aluminosilicatos) [36,37].



Figura 6. Resistencia a la compresión (28 días) Cementantes híbridos: a) RL (NaOH – 8%Na2O); b) RL

(NaOH+Na2SiO3 – Si/Al 6,78 y Na/Si 0,13); c) RC (NaOH – 6%Na2O); d) RC (NaOH+Na2SiO3 – Si/Al 10,50 Na/Si 0,09 (OPC=30%); e) Mix (10%OPC)–(NaOH+Na2SiO3 /RCD+OPC)=0,35, (NaOH/SS)=0,34.

Hormigones producidos con RCD Mix

Con el objetivo de un aprovechamiento integral del RCD, se produjo un hormigón basado en el precursor Mix utilizando los agregados finos (AFR)y gruesos reciclados (AGR); el diseño de mezcla se incluye en la Tabla 2. Este fue producido en una mezcladora horizontal CreteAngle con un tiempo de mezclado de 8 minutos y curado a 25 °C. El nivel de asentamiento fue de 75-100 mm. La resistencia a la compresión a los 1, 3, 7, 28 y 90 días para este tipo de hormigón fue 8,5 MPa, 17,4 MPa, 20,5 MPa, 33,9 MPa y 42,6 MPa, respectiva-mente, lo cual acorde a ACI 318 lo clasifica como un hormigón de tipo estructural.

Tabla 2. Diseño de mezclas de hormigón.

Material kg/m3 Precursor RCD Mix 450

OPC 50 Activador Alcalino en solución* 326

Agregado grueso reciclado (AGR) 605 Agregado fino reciclado (AFR) 605

* NaOH + waterglass + agua de mezclado.

La Figura 7 muestra la apariencia interna del hormigón basado en RCD (Mix) en comparación a la de un hormigón convencional basado 100 % en OPC. Se destaca, además de la distribución homogénea de los agregados (AGR, AFR), el color marrón del hormigón atribuible a la

tonalidad inicial del precursor Mix (Figura 3). Esto podría considerarse una ventaja a nivel aplicativo, ya que la demanda y producción de hormigones arquitectónicos coloreados ha incrementado en la industria de la construcción.

Figura 7. Apariencia interna del hormigón

hibrido.

Desarrollo de elementos estructurales

Como aplicaciones potenciales de los cementantes desarrollados se fabricaron elementos constructivos tipo bloque, adoquín, baldosa y teja. La Tabla 3 presenta las condiciones de síntesis utilizadas para la producción de los elementos constructivos; estos parámetros incluyen el tipo y concentración de activador alcalino, la temperatura de curado y el porcentaje de adición de OPC.

La Tabla 4 presenta las propiedades evaluadas según las especificaciones técnicas colombianas (NTC) para cada tipo de elemento prefabricado.



Tabla 3. Parámetros de las mezclas utilizadas para la producción de los elementos constructivos.

Sistema Mezcla Curado Composición Mezcla

Materiales Activador

RL Mortero 1:1 25°C 90%RL-10%OPC Na2SiO3 / NaOH

(Si/Al=6,78)(Na/Si=0,13)

RC Mortero 1:2.75 25°C 70%RC-30%OPC Na2SiO3/NaOH

(Si/A=10,5)(Na/Si=0,09)

RV Mortero 1:2.25 70°C-24 h 100%RV NaOH (3% Na2O)

Mix Hormigón (Tabla 2)

25°C 90%Mix-10%OPC (NaOH+Na2SiO3 /RCD+OPC)=0,35, (NaOH/SS)=0,34

Tabla 4. Propiedades de los elementos constructivos obtenidos a partir de RCD.

Elementos constructivos

(precursor)

Norma Colombiana

Propiedades físico-mecánicas

Especificación Resultado Experimental

Bloque estructural de alta resistencia)

(RL) NTC 4026

Ϭ=13 MPa Abs≤9% max.

(peso mayor 2000 kg/m3)

Ϭ=17,09 MPa Abs=7,3%

ρ=2019 kg/m3

Adoquín “tipo 2” (RL)

NTC 2017 MR=4,2-5 MPa

Ϭ= N.A Abs ≤ 7%

MR=4,42 MPa Ϭ=24,60 MPa Abs=6,58%

Teja (RL)

NTC 2086 Cf=1100 N

Imp.=500 mm Abs≤10%

Cf=995 N Imp.=2500 mm

Abs=8,7%

Bloque no-estructural (RC)

NTC 4076 Ϭ=5-6 MPa Abs ≤12%

Ϭ=6,06 Mpa Abs=6,82%

Baldosa tipo “B” (RV)

NTC 1085 Cf=900-1100 N Imp.=170 mm Abs.=7% max.

Cf=1006 N Imp.=312 mm Abs.=13,85%

Ladrillo macizo estructural de

alta resistencia (Mix)

NTC 4026 (ASTM C90)

Ϭ=13 MPa Abs≤15% max (peso

1680-2000 kg/m3)

Ϭ=26,1 MPa MR=3,6 MPa Abs=14,4 %

ρ=1925 kg/m3

Ϭ= resistencia a la compresión; Abs = absorción de agua; MR = módulo de ruptura en flexión; Cf = carga de rotura; Imp.= resistencia al impacto; ρ = densidad.


Mejía et al., Revista Hormigón 59 (2020) 57 – 68 El bloque RL obtenido se puede clasificar de acuerdo con la norma NTC 4026 como “bloque estructural de clase alta” con una resistencia a la compresión de 17,09 MPa (28 dias-25 °C).

Asimismo, el adoquín RL presentó una resistencia a la flexión de 4,42 MPa (28 dias-25 °C) y se clasifica según la norma NTC 2017 como adoquín tipo 2 con forma de I apto para la fabricación de pavimentos, vías y andenes adoquinados.

De acuerdo con la norma NTC 2086, la teja RL no supera la carga de rotura en flexión especificada (1100 N), sin embargo, posee una alta resistencia al impacto y baja permeabilidad; se estima que un proceso de producción automatizado y controlado (no manual) garantizaría el cumplimiento de las especifica-ciones mínimas requeridas por la norma.

Según la norma NTC 4076 el bloque RC se clasifica como bloque no-estructural con una resistencia a la compresión de 6,06 MPa (28 dias-25 °C), sin embargo se estima que igual-mente un ajuste en la relación precursor:arena permitiría superar este desempeño.

La baldosa RV cumple con los requerimientos mínimos de la norma NTC 1085 para ser utilizada en pisos como una baldosa tipo B; se resalta que el material precursor y el agregado fino es residuo de vidrio.

Por su parte, el bloque Mix obtenido se clasifica de acuerdo a las especificaciones de la norma NTC 4026 como bloque estructural, con una resistencia a la compresión de 26,1 MPa (28 dias-25 °C). Cabe destacar que este bloque aprovecha los RCD como conglomerante (cementante álcali-activado) y como agregados reciclados (finos y gruesos).

CONCLUSIONES

Los resultados de este trabajo demuestran la viabilidad de reutilización de RCD en la producción de elementos constructivos, tales como bloques estructurales y no-estructurales, adoquines, tejas y baldosas, utilizando la tecnología de activación alcalina. Asimismo se logró el aprovechamiento integral de los RCD pétreos al desarrollar una metodología para la obtención de precursores y agregados (fino y grueso) y producir con estos materiales hormigones estructurales de alta resistencia. Estos desarrollos pueden ser considerados una solución sostenible a la problemática ambiental asociada a la masiva generación de los RCD.

Adicionalmente, se demostró la viabilidad de producir elementos constructivos de forma manual que cumplan con las especificaciones técnicas requeridas, lo cual prevé la factibilidad de su utilización en comunidades poco tecnificadas y esto puede ser aprovechado como una solución social para la construcción de vivienda digna en países en desarrollo.

Esta es una alternativa viable que contribuye a minimizar los impactos ambientales y a una economía circular del sector de la construcción.

AGRADECIMIENTOS

Los autores, miembros del Grupo de Materiales Compuestos (GMC) agradecen a la Universidad del Valle (Cali, Colombia) y MinCiencias por el apoyo en la ejecución del proyecto Construcción de prototipo a escala rural usando materiales innovadores con baja huella de carbono, Contrato 096-2016, en el marco del cual se desarrolló este trabajo.

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Revista HORMIGÓN · 2020. 11. 5. · Resumen. El CIRSOC 201-2005 (C201) se basó en el ACI 318 y se aprobó en 2005. Su tecnología sigue siendo ACI con algún agregado europeo