Materiales reciclado tratados con cemento (Suelocemento)

El artículo 513 del PG-3 define “material tratado con cemento” como “la mezcla homogénea, en las proporciones adecuadas, de material granular, cemento, agua y eventualmente aditivos, realizada en central, que, convenientemente compactada, se utiliza como capa estructural en firmes de carretera”. Hay dos tipos: suelo-cemento y grava-cemento, y en ambos casos, se permite utilizar materiales reciclados, siempre y cuando cumplan con el resto de las exigencias del PG-3.

Por otro lado, el tratamiento del hormigón reciclado con cemento o ligantes bituminosos aumenta la resistencia del material, reduce la susceptibilidad frente al hielo, la permeabilidad y la posible lixiviación,

Zahorras recicladas

Según el artículo 510 del PG-3, se define “zahorra” como “aquel material granular, de granulometría continua, utilizado como capa de firme”, siendo la zahorra natural aquella formada por partículas no trituradas y la zahorra artificial la formada por partículas total o parcialmente trituradas.

Concretamente, según el artículo 510.2.1. del PG-3, para las categorías de tráfico T2 a T4 se podrán utilizar materiales reciclados en la formación de firmes, siempre que cumplan las prescripciones técnicas exigidas, y se declare el origen de los materiales (Ministerio de Obras Públicas, 2004).

Los áridos reciclados de hormigón son los más usados en capas granulares sin tratar (zahorras), a pesar de que se les exige las mismas especificaciones limitantes que al árido natural (Vegas y col., 2008). Vegas y col. (2011), propone el uso de los áridos reciclados mixtos con un porcentaje menor del 35% de partículas cerámicas, un contenido de materia orgánica inferior al 0.8% y sulfatos solubles inferior al 0.4%, para la conformación de capas estructurales sin ligar en carreteras.

Tan sólo se limita de forma externa un contenido mínimo de hormigón y un máximo de impurezas, pudiendo incluso igualar o superar la capacidad soporte a largo plazo, con respecto a otros materiales granulares (CEDEX, 2010). Es por ello que Sherwood (2001) propone que, en carreteras de escaso volumen de tráfico, se podría introducir una cierta relajación en los requisitos que deben cumplir los materiales, lo que facilitaría un mayor uso de los materiales secundarios como los áridos reciclados, y

una mayor confianza por parte de los constructores (Jiménez y col., 2011).

Así, otras investigaciones proponen el uso de áridos reciclados, tanto de hormigón como mixtos, como alternativa a los áridos naturales en caminos rurales sin pavimentar, incrementando la tasa de

reciclaje y reduciendo el consumo de recursos naturales, siendo el contenido de sulfatos y la resistencia a la abrasión ( Los Ángeles) sus principales hándicaps.

Zahorra de árido reciclado mixto

Aplicación en carreteras y caminos rurales

El firme de una carretera se puede definir como el conjunto de capas de materiales seleccionados colocados sobre la explanada que tienen la finalidad de proporcionar una circulación segura y cómoda. Puede ser de tres tipos:
Flexible: lo constituyen capas granulares no tratadas.
Semirrígido: el formado por bases o sub-bases tratadas con conglomerante hidráulico y pavimento bituminoso.
Rígido: aquel pavimento de hormigón colocado directamente sobre la explanada
o sobre una base granular.
La construcción y conservación de carreteras ofrece amplias posibilidades para incorporar cantidades importantes de materiales procedentes de la valorización de residuos (Sinis, 2002). Concretamente, en el PG-3 se especifica que los áridos reciclados de hormigón pueden ser usados en firmes de carretera como zahorras (artículo 510), como material tratado con cemento (artículo 513), y como hormigón magro vibrado (artículo 551) siempre y cuando hayan sido tratados adecuadamente para satisfacer las especificaciones técnicas establecidas.
Por el contrario, los áridos reciclados procedentes de materiales cerámicos no cumplen, en general, con las exigencias para su uso en capas de firme como zahorras o materiales tratados con cemento. Es por ello que se recomienda un precribado de los áridos reciclados mixtos para eliminar la fracción más fina, reduciendo el contenido de sulfatos y mejorando su calidad (CEDEX, 2010).
La aplicación de áridos reciclados en capas de sub-base o base de carreteras es una práctica habitual en países como Francia, Reino Unido Países Bajos, Alemania, Austria, Suiza y Dinamarca.
En nuestro país, se están usando áridos reciclados de hormigón en capas granulares en polígonos industriales y urbanizaciones, y en carreteras autonómicas estatales. Algunos de ellos son:
- Anillo Verde Ciclista (Madrid) (Costa, A., 2010).
- Conexión de la A-367 con la A-357 (Málaga) (García, 2010).
- Ramal de acceso a la C-35 en Vidreres (Gerona) (Ainchil, J., 2010).
- Tramos de Loja y Santa Fe (Ramírez y García, 2010).
- Autovía Murcia-Albacete. Dragado construcción P.O. (CEDEX, 2010).

APLICACIONES DE LOS ÁRIDOS RECICLADO

La utilización de los áridos reciclados es cada vez más habitual en el sector de la construcción. Su uso dependerá de su naturaleza y composición mayoritaria: en explanaciones se suelen usar los áridos procedentes de residuos cerámicos, asfálticos, de hormigón o mezcla de ellos, mientras que en aplicaciones más restrictivas como en la fabricación de hormigón, se suelen usar los áridos reciclados de hormigón, y en ocasiones, su mezcla con material cerámico. Cada una de estas aplicaciones obliga a fijar distintos niveles de exigencias en las propiedades del árido reciclado.

Obras de tierra y terraplenes

En España, las especificaciones técnicas para el uso de materiales como terraplenes y rellenos se recogen en los artículos 330 y 332 del Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes (PG-3). Concretamente en el apartado 3.2. del artículo 330 (Terraplenes) se indica que “además de los suelos naturales, se podrán utilizar en terraplenes los productos procedentes de procesos industriales o de manipulación humana, siempre que cumplan con las especificaciones de este artículo y que sus características físico-químicas garanticen la estabilidad
presente y futura del conjunto”.
Debido a la homogeneidad de los áridos reciclados de hormigón, y la ausencia de armaduras y otros contaminantes, pueden sustituir sin problema a los áridos naturales, a pesar de desaprovechar las posibilidades de uso de estos materiales. Es por ello que se suelen usar otros áridos reciclados de peor calidad para este tipo de aplicaciones (CEDEX, 2010).
Por su parte, los residuos de mampostería con fracción granulométrica 0/20 mm pueden usarse en obras de tierra y terraplenes con las adecuadas condiciones de homogeneidad y limpieza, eliminando el yeso para evitar reacciones expansivas.Estos últimos materiales presentan una mayor absorción, por lo que se recomienda una humentación previa a su puesta en obra (Pozo y Pérez, 2007).

Áridos reciclados en función de su granulometría

Atendiendo a la granulometría, los áridos reciclados pueden dividirse en:

•  Zahorras Recicladas. Son el conjunto de áridos de diferentes tamaños. Se tratan de materiales granulares de granulometría continua, normalmente, entre 0 y 40 mm, o 0 y 31.5 mm.

• Gravas Recicladas, con tamaño de partículas superior a 4 mm. En ocasiones, suele denominarse como grava al árido que queda retenido en el tamiz de 8 mm de apertura, y gravilla, a las partículas comprendidas entre 4 y 8 mm.

• Arenas Recicladas. Son finos reciclados con tamaño inferior a 4 mm. A su vez, pueden ser clasificadas como arenas finas, con tamaño inferior a 2 mm y arenas recicladas gruesas, con tamaño de partículas comprendido entre 2 y 4 mm.

• Filler (o polvo). Se trata de las partículas que poseen un tamaño inferior a 0.06 mm. Suele encontrarse adherido a otras partículas más gruesas, y no es recomendable para la fabricación de hormigón ya que envuelve a las partículas de cemento, no dejando que el agua las hidrate, ni dejando que el resto de los áridos se adhieran correctamente.

En general, la calidad del árido reciclado está claramente influida por su tamaño, presentando las fracciones finas unas peores propiedades (disminución de la densidad, aumento de la absorción, mortero, impurezas, partículas ligeras, terrones de arcilla, así como mayor contenido de cloruros y de sulfatos).

Áridos reciclados

Se entiende como árido reciclado “el árido obtenido del procesamiento de residuos de construcción y demolición” .  El árido reciclado proviene del procesamiento de escombros de hormigón y en su mayoría contiene hormigón y mortero adherido. El árido cerámico proviene del procesamiento de escombros cerámicos como ladrillos, etc. El reciclado mixto contiene una mezcla de los dos anteriores. Se establece  una clasificación según los límites de  porcentaje en peso de partículas cerámicas:

Árido reciclado de hormigón: contenido de partículas cerámicas ≤ 10%  y contenido de partículas  de hormigón ≥ 90%.

- Árido reciclado mixto: contenido de partículas cerámicas ≤ 30%  y ≥ 0% y contenido de partículas de hormigón  ≥7 0%  y ≤ 90%

-  Árido reciclado cerámico < 30% y contenido de partículas de hormigón < 70%

Sus principales características dependen fundamentalmente de los materiales de procedencia, equipos de machaqueo en su generación, naturaleza del cribado y procedimientos de eliminación de impurezas.

 Se propone  una clasificación según la densidad y la absorción de agua a 24 horas para tres compuestos con distintos porcentajes de partículas cerámicas y de hormigón según estudios llevados a cabo por F. Agrela y col.

	Part. Cerámicas (%)	Part. de hormigón (%)	Densidad (kg/dm3)	Ab. de agua a 24 h(%)
HORMIGÓN	≤10	≥90	2.34-2.47	3.6-7.3
MIXTO	≤ 10	≥70	2.22-2.58	2.1-8.79
CERÁMICO	>30	<70	2.06-2.39	7.21-14.36

Tabla : Rango de densidad y absorción de agua para diferentes tipos de áridos reciclados

Referencia: 

- CEDEX. “Ficha técnica 4.1”. http://www.cedex.es. 2010 

- F. AGRELA, M. SÁNCHEZ DE JUAN, J. AYUSO, V.L. GERALDES, J.R. JIMENEZ: “Limiting properties in the characterisation of mixed recycled aggregates for use in the manufacture of concrete”. Construction Engineering Area, University of Córdoba, Spain. Construction and Building Materials 25 (2011) 3950-3955.

Residuos de construcción y demolición

Miles de toneladas de materiales reciclables procedentes de la construcción y demolición (C&D) son enviades a vertederos todos los días. La nueva Directiva Europea 2008/98/EC requerien para el año 2020, que el 70% de estos flujos de residuos sea recuperado, sin embargo actualmente las plantas de tratamiento de C&D tiene una limitada eficiencia de recuperación.

Los residuos de C&D representan la mayor fuente de residuos de Europa y que comprende una compleja mezcla de diferentes materiales. Con un moderno proceso de reciclaje y una tecnología de separación, la cuota de reciclado se incrementaría significativamente y fracciones vendibles serían producidas. En consecuencia esto representa una alternativa al vertido donde los costes se están continuamente incrementando.