Estudio de la contracción por secado en morteros y hormigones con agregados finos reciclados

Abstract

La escasez de agregados finos naturales (AFN) aptos para la elaboración de hormigones y el gran impacto ambiental asociado a su explotación han convertido a los agregados finos reciclados (AFRs), fundamentalmente aquellos que provienen de la trituración de hormigones, en una temática de interés creciente en los últimos años. La pasta de cemento que poseen en su composición los agregados finos reciclados genera una menor densidad y durabilidad y una mayor absorción en comparación con los agregados finos naturales. Estas características de los AFRs pueden modificar el desempeño mecánico, durable y elástico de los hormigones elaborados a partir de ellos en comparación con hormigones convencionales elaborados con AFNs. Sin embargo, no hay un acuerdo generalizado sobre si las modificaciones producidas son beneficiosas o perjudiciales frente a distintas propiedades del hormigón, pudiendo encontrarse una gran cantidad de estudios que concluyen en los dos sentidos. Tales discrepancias pueden atribuirse a las diferentes características del hormigón del cual provienen los AFRs. No obstante, cabe mencionar que dicha afirmación es válida también para el agregado grueso reciclado, sobre el cual existe consenso sobre su viabilidad técnico-económica para la elaboración de hormigones. El objetivo general del presente trabajo de tesis consiste en estudiar el comportamiento frente a la contracción por secado de morteros y hormigones elaborados con un 30% (en volumen) de agregados finos reciclados (AFRs) procedentes de la trituración de hormigones. Para lograr dichos objetivos se establecieron como variables de estudio la mineralogía del agregado grueso natural (AGN) y la relación a/c del hormigón de origen, así como también la metodología empleada para considerar la absorción de los AFRs durante la dosificación. Con el fin de cumplir los objetivos planteados se elaboraron hormigones patrones de relaciones agua-cemento (a/c) 0,40 y 0,55 y dos mineralogías de agregados gruesos naturales (AGNs) granítica y cuarcítica y 30% en volumen de arenas de trituración (AFT) de igual mineralogía que el AGN empleado. Los AFRs utilizados se obtuvieron de la trituración y tamizado de los hormigones patrones anteriormente mencionados, obteniendo así dos calidades de AFR por cada mineralogía de AGN utilizado (en correspondencia con las dos relaciones a/c utilizadas). Con cada AFR se elaboraron morteros y hormigones de relación a/c 0,40 y 0,55 con el mismo porcentaje en el que se utilizaron los AFT. Para considerar la absorción de los AFRs dos metodologías fueron utilizadas; una de ellas consistió en adicionar al agua de mezclado el 80% de la absorción de los AFRs. La otra metodología consistió en elaborar los hormigones sin incorporar agua adicional empleando la dosis de aditivo reductor de agua necesaria para obtener un mismo nivel de consistencia que en el patron. La contracción por secado de los morteros y hormigones elaborados con AFRs se evaluó comparativamente con aquella obtenida en los morteros y hormigones elaborados con AFN mediante el estacionamiento de las muestras bajo estudio en condiciones de humedad y temperatura controladas (HR: 50 ± 5%; T: 20 ± 2ºC) desde la finalización del curado hasta la edad de 365 días. Complementariamente, otras propiedades tales como asentamiento, peso unitario, contenido de aire, exudación, resistencias mecánicas, módulo de elasticidad, absorción de agua y velocidad y capacidad de succión capilar fueron evaluadas. De los resultados obtenidos surge que las propiedades habitualmente evaluadas en los AFR tales como densidad, absorción de agua y contenido de pasta no resultaron sensibles frente a las variables estudiadas. Otras propiedades como la durabilidad frente al ataque por sulfatos y porosidad exhibieron una relación directa con el nivel resistente del hormigón del cual provienen los AFRs. El nivel resistente, la mineralogía del agregado en el hormigón de origen, así como la forma en que se consideró la absorción de los AFRs en la dosificación no resultaron variables determinantes respecto del asentamiento, la densidad y la resistencia a compresión de los morteros elaborados presentando un comportamiento similar al obtenido en los patrones. En los hormigones reciclados, propiedades tales como la resistencia a compresión, el módulo de elasticidad, la porosidad y los parámetros de succión capilar se encontraron relacionados directamente con la relación a/c total y no exhibieron ninguna relación con la razón a/c efectiva. La influencia de las variables bajo estudio resultó secundaria respecto de las propiedades mencionadas. La contracción por secado en los morteros con AFRs graníticos resultó mayor que la del patrón en tanto que en los cuarcíticos fue similar. Se evidenciaron diferencias en los mecanismos de secado como consecuencia del empleo del AFR. En el caso de los hormigones, la contracción por secado fue similar a la del patrón al emplear los AFRs graníticos y ligeramente inferior al utilizar los AFRs cuarcíticos. En base a los resultados obtenidos en el presente trabajo de tesis es posible concluir que a excepción de la consistencia, las propiedades de hormigones reciclados, al igual que en los convencionales, resultan determinadas principalmente por la relación a/c total. El nivel resistente del hormigón de origen no exhibió una influencia significante frente a las propiedades del estado fresco y endurecido de los hormigones. La mineralogía del agregado en el hormigón de origen resultó en una influencia secundaria en dichas propiedades. La contracción por secado no se modifica en términos significativos al emplear AFRs.