1.
INTRODUCCIÓN
En los últimos 100 años se ha producido un
crecimiento masivo de la población y con la llegada de la rápida
industrialización y urbanización de países en desarrollo, se observado un
aumento exponencial en la utilización los recursos naturales [1]. En la
actualidad se ha incrementado la necesidad de poner en practica mejoras qué
ayuden a reducir el impacto medioambiental del proceso de fabricación de
concretos y sus componentes [2], debido al rápido desarrollo en las
construcciones de concreto estructural, dando como resultado un alto consumo de
grava como árido grueso en los trabajos de concreto [3].
En las ciudades alrededor del mundo, son generados cerca
de 1.300 millones de toneladas de residuos sólidos al año, que representan
aproximadamente la mitad de todos los materiales, por lo que el uso de
materiales de desecho de la construcción como agregado para desarrollar un
nuevo producto de concreto es técnicamente viable y en algunas circunstancias,
puede ser beneficioso ya que al reutilizar y sustituir los agregados naturales
se puede garantizar la sostenibilidad medioambiental [4]. Hoy en día el sector de la construcción realiza en
varias ocasiones obras de construcción sin tener en cuenta el daño que causan
al ambiente, debido a una extracción abusiva en las canteras de agregados
naturales los cuales son necesarios en la elaboración del concreto. Esta
industria llega a consumir el 50% de todas las materias primas extraídas de las
canteras [5]. Por lo que se opta por usar agregados reciclados en lugar de
agregados naturales para poder preparar el concreto, lo cual es un proceso que puede
llegar favorecer la protección del entorno natural generando enormes aportes en
lo económicos y social [6].
Estos agregados de concreto reciclado utilizados en
la construcción, reduciendo el problema de la contaminación medioambiental y la
escasez como es la huella ecológica [7]. Según una estimación, la gran cantidad
de residuos de construcción y demolición (RCD) generados por América del Norte
anualmente es de unos 175 millones de toneladas y sólo Canadá produce 9
millones de toneladas al año. Además, la tasa de reciclaje de residuos de C&D
en Canadá es del 30%, lo que es muy bajo comparado con otros países
desarrollados como los Países Bajos (98%) y Taiwán (91%) [8]. Se calcula que
los (RCD) constituyen 10-30% de todos los residuos que entran en los vertederos
de Estados Unidos; de esos residuos la fuente dominante en peso es el asfalto,
el ladrillo y el concreto [8], estos residuos de la construcción no llegarán a
ninguna parte en un tiempo determinado si se tratan de esta manera a largo
plazo, ya que durante el transporte estos producen polvo que vuelan y otros
problemas, que provocan inconvenientes a la vida de las personas y la contaminación
al medio ambiente [9].
Hay una gran necesidad de desarrollar procesos de
reciclaje adecuados para proteger el medio ambiente, así como para obtener
beneficios económicos de los residuos [10]. Estos ladrillos rotos de las obras
de construcción pueden reutilizarse como agregado reduciendo significativamente
el problema de su eliminación y al mismo tiempo ayudar a mantener los recursos
naturales totales de agregados [11]. Aunque se han reciclado en muchos países
industrializados los (RCD), al día de hoy son varios los países que se encuentran
en vías de desarrollo por lo que esta aplicación es muy limitada, y para evitar
generar un elevado consumo de las materias primas en la construcción de
viviendas rurales y urbanas, son muchas las aplicaciones de reciclaje que son posibles
para las diferentes partes de los materiales de los (RCD) triturados ya que estos
residuos son perjudiciales para el medio ambiente, por lo que es necesario el
fomentar los esfuerzos de reciclaje de dicho material.
Los ladrillos pueden reciclarse en el proceso de
fabricación de ladrillos, pero también tienen potencial en forma triturada para
ser utilizados como sustituto de agregados de concreto [12], dependiendo de la
fuente y del proceso de trituración de los de los residuos de arcilla, la
microestructura de los agregados de los ladrillos de arcilla porosa y su
absorción de agua influyen notablemente en la durabilidad las propiedades
mecánicas y la trabajabilidad del concreto resultante [13]. En un estudio realizado por Lennon [9], se mostró el
gasto que puede llegar el generar una tonelada de concreto, ladrillo y bloque
llegando a un aproximado de 21 dólares/tonelada, a diferencia del gasto que se
aprecia en el vertido de una tonelada de los mismos materiales los cuales
generarían un gasto de aproximadamente 136 dólares/tonelada. Dado que los
agregados naturales se vuelven cada vez más costosos en algunos mercados, por
lo que se llega a optar el utilizar agregados reciclados, usando en particular
el ladrillo triturado para varias aplicaciones del concreto [9]. Estudios anteriores han demostrado que los residuos
de ladrillos y concreto pueden constituir hasta el 75% de (RCD) de una obra
construcción. Al reciclar cualquiera de estos componentes, un proyecto de
demolición contribuiría en gran medida a reducir la gran variedad de residuos
que llegan a parar en los vertederos [14], con el fin de poder reducir el
impacto medioambiental, y los costos que estos generan por el uso de agregados,
evitando la explotación innecesaria de canteras [15].
Este residuo es muy importante a la hora de ser
reciclado, ya que, comparándolo con otros tipos de residuos inertes, nos
permite utilizarlo como un agregado reciclado, lo cual es una materia
ampliamente manejada en la industria de la construcción. Por otro lado, también se toma en cuenta que para
obtener los agregados naturales la explotación de varias canteras de agregados
para concreto, la cual no es una actividad que sea controlada y no se tiene en
cuenta que estos materiales son no renovables. Lo que hace que se busquen
varias alternativas para usar el material desechado y el saber aprovechar estos
residuos nos puede llevar a un aspecto muy importante a nivel mundial, ya que representa
un beneficio económico además de poder conservar los recursos naturales.
El agregado de ladrillo triturado se ha encontrado
como un ingrediente de bajo costo para reducir el agotamiento del árido natural
y el peso del concreto. [16]. Los estudios realizados hasta la fecha en este
campo demuestran que el (RBA) puede ser sustitutos de los agregados naturales
en concretos de baja y media resistencia [17], debido a su alta disponibilidad
en las obras de demolición y construcción [18]. La conclusión que han llegado
varios investigadores, es que los agregados naturales pueden ser alterados por
ladrillos triturados o piedras trituradas sin cambio significativo en la
durabilidad del concreto. Además, de mejorar el rendimiento del concreto
mediante la zona de transición interfacial, que es la región débil del concreto
[19]. El reutilizar dichos residuos de construcción y
demolición, especialmente los ladrillos de arcilla triturados, ya contribuye al
medio ambiente. Debido a que pueden considerarse como fuente de agregados finos
y gruesos para producir concreto estructural ligero, las cuales son
aprovechadas en las diversas aplicaciones. Debido que tiene estos concretos
cuentan con menor peso y ayudan a reducir la carga muerta de la estructura,
llegando a ser utilizados en edificaciones construidas en zonas sísmicas [20].
Las propiedades del producto final de concreto
dependen de muchos factores, como las propiedades de los agregados reciclados,
como la densidad, la absorción de agua, el contenido de mortero antiguo, la
relación agua-cemento, el tipo de técnicas de mezcla de cemento y si la
sustitución se realiza en el contenido de agregados gruesos, en el contenido de
agregados finos, o en ambos, etc. [21]. Adicionalmente, el tratar con los residuos de la
construcción, los ladrillos de arcilla triturados causan dificultades
operativas que resultan en un aumento de los costos [15], sin embargo, lo que
más influye en las propiedades del concreto con cerámica son las propiedades
químicas que genera la propia cerámica, ya que tiene una mayor absorción de
agua [22].
El objetivo en este artículo es revisar las
investigaciones más recientes de varios documentos sobre la utilización de agregados
del ladrillo triturado, como un reemplazo total o parcial del agregado de
origen natural en las propiedades del concreto, proporcionando una síntesis de
resultados obtenidos por varios autores, dando la posibilidad de establecer el uso,
que tiene dicho material para lograr la resistencia de diseño. Además, los
resultados de esta revisión se analizarán, ya que nos pueden proporcionar
nuevos conocimientos e información sobre las aplicaciones de dicho material en
el concreto.
2. METODOLOGÍA
Para llevar a cabo este trabajo de investigación se
realizó una comparación sobre los diferentes estudios que genera el usar
ladrillo de arcilla triturado en el concreto, con la finalidad de poder
utilizar a futuro en la industria de la construcción dicho material. Para su
desarrollo, se emplearon 50 artículos indexados durante los años 2015 al 2021,
en las diferentes bases de datos en el idioma inglés.
Para un mayor detalle en la Tabla 1, se muestra los años
de publicación de los artículos según su base de datos.
Tabla 1. Artículos distribuidos
según el año de su publicación.
En la base de datos de Scopus, se realizó la búsqueda
con las palabras claves: (Concrete with crushed brick aggregate), arrojándonos
como resultado 163 artículos a todo acceso abierto, y luego de pasar por un
filtro nos dio 137 artículos, seleccionando solamente 11 artículos.
Con la palabra clave: (Crushed brick as coarse
aggregate in concrete), nos da 46 artículos a todo acceso abierto, luego de
pasar por un filtro nos dio 46 artículos, seleccionando solo 3 artículos. Con
la palabra clave: (Recycled brick in concrete aggregate), 281 artículos a todo
acceso abierto, y luego de pasar por un filtro nos dio 213 artículos, seleccionando
solo 4 artículos. Con la palabra clave: (Recycled brick as aggregate) 273 artículos
a todo acceso abierto, y luego de pasar por un filtro nos dio 273 artículos, seleccionando
solo 16 artículos. Con las palabra clave: (Recycled aggregate concrete),
4803 artículos a todo acceso abierto, y luego de pasar por un filtro nos dio 4803
artículos, seleccionando solo 6 artículos y con las palabra clave: (Crushed
bricks into lightweight concrete), 38 artículos a todo acceso abierto, y luego
de pasar por un filtro nos dio 7 artículos, seleccionando solo 1 artículo.
En la base de datos Sciencedirect, se realizó la
búsqueda con las palabras claves: (Recycled brick in concrete aggregate), 2923 artículos
a todo acceso abierto y después de pasarlo por un filtro nos arrojó 2923 artículos,
seleccionando solo 3 artículos.
Con la palabra clave: (“Recycled Construction Debris
as Concrete Aggregate”), 2 artículos a todo acceso abierto y después de pasarlo
por un filtro nos arrojó 1 articulo, el cual se seleccionó. Con la palabra
clave: ("concrete made from recycled concrete"), 354 artículos a todo
acceso abierto, luego de pasar por un filtro nos dio 16 artículos, seleccionando
solo 1 articulo. Con la palabra clave: (“Data on optimum recycle aggregate”) 1
articulo a todo acceso abierto y después de pasarlo por un filtro nos arrojó 1
articulo, el cual se seleccionó. Con la palabra clave: (“Environmental impact
assessment of cement”), 5 artículos a todo acceso abierto, y luego de pasar por
un filtro nos dio 3 artículos, seleccionando solo 1 articulo y con la palabra
clave: (Recycled aggregate in construction), 19186 artículos a todo acceso
abierto y después de pasarlo por un filtro nos arrojó 3414 artículos, seleccionando
solo 3 artículos.
De los resultados obtenidos mediante filtración en
todo el proceso de búsqueda, se fueron excluyendo algunos artículos
encontrados, ya que nos mostraban muchas investigaciones, las cuales algunas no
guardaban relación con el tema de investigación. Por lo que la estrategia de
selección a seguir fue la de similitud y confiabilidad del tema a investigar. La búsqueda de información se concluyó el día 14 de
junio del 2021. Para un mayor detalle sobre el proceso de búsqueda revisar la Tabla
2.
3.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En este artículo se realizará una comparación de los
diferentes estudios realizados por investigadores, ante la sustitución del (NA)
por el (RBA), con el fin de determinar si este material
es viable en el campo de la construcción.
3.1. Uso de ladrillos de
arcilla triturados en el concreto
El Clay Brick Powder (CBP) puede considerarse un
relleno prometedor que reduce el efecto del mayor fenómeno de contracción, que
probablemente se produce por un mayor refinamiento de los poros debido al
desarrollo de la actividad puzolánica del CBP [23]. Estos residuos pueden reciclarse y reutilizarse en la
producción de nuevos concretos para nuevos proyectos [24], ya
que es uno de los métodos eficaces para reducir los efectos medioambientales [25]. Se suelen preparar agregados reciclados mediante un
proceso de trituración, clasificación y limpieza [26]. Con
el fin de comparar las diferentes propiedades de las partículas gruesas de los agregados
reciclados con las propiedades del agregado grueso natural [27].
Debido a que las diferentes investigaciones recomiendan
utilizar a diferencia de otros materiales el ladrillo de arcilla triturado, ya
que este tiene el potencial de aumentar sus propiedades mecánicas, diferentes
autores se proponen a realizar una serie de ensayos [28], para
verificar los efectos que dicho material ocasiona. Segun Cai et al. [29], en la Tabla 3, pudieron comprobar una disminucion tanto
en la resistencia a la compresión como a la flexión, debido a un aumento de la
sustitución. La disminución de la resistencia a la compresión fue del mismo
nivel cuando el porcentaje de sustitución era del 25% y del 50%, y luego seguía
bajando cuando el porcentaje de sustitución era superior al 75%, pero la
resistencia a la flexión disminuyó constantemente cuando el porcentaje de
sustitución de los agregados gruesos aumento.
La causa se debía a la forma angular de las
partículas de ladrillo que surge durante la trituración [30].
Tabla 3. Propiedades mecanicas del
concreto con reemplazos de agregado de ladrillo triturado.
3.2. Propiedades físicas del
(RBA)
Los elementos estructurales de concreto de desecho
son simplemente triturados para convertirlos en agregado grueso reciclado (RCA)
también puede hacerse empleando métodos como el calentamiento y el frotamiento,
el método de rotación del eje excéntrico y método de trituración mecánica [21]. Los ladrillos rotos obtenidos durante la demolición de
estructuras de mampostería se trituran en trozos cuadrados y se añaden como
agregados gruesos [31]. Se sabe que el tener una buena gradación de los
agregados puede llegar a influir en gran medida en el concreto mesclado
mejorando su rendimiento, por lo que se opta a distribuir cuidadosamente las
distribuciones granulométricas del RCA y del RBA en diferentes tamices de
varios tamaños, eliminando aquellas partículas tanto grandes como pequeñas.
Choacan et al. [32], en la Fig. 1, una comparación de
las distribuciones granulométricas del RCA, RBA y NCA luego de una
clasificación, e indica sus propiedades físicas en la Tabla 4, respectivamente.
Fig. 1. Comparación de partículas de
NCA, RCA y RBA mediante su distribución por tamaño. (Fuente: Choacan et al. [32]).
Tabla 4. Propiedades físicas de NCA,
RCA, y RBA.
En la Tabla 5, Nepomuceno et al. [33]
mostraron los resultados que se obtuvieron mediante el ensayo de
asentamiento, el grado de compactibilidad y contenido de aire. Los contenidos
de aire de las mezclas están dentro del rango habitual en el concreto estándar.
Y el contenido de aire ha sido raramente reportado en la literatura para concretos
con residuos cerámicos.
Tabla 5. Resultados del ensayo
del concreto en estado fresco.
Un trabajo muy reciente de Gayarre et al. [17] utiliza mezclas de ladrillos cerámicos finos y de
ladrillos cerámicos reciclados procedentes de la industria, informa de un
aumento en el aire ocluido del concreto fresco cuando se aumenta la proporción
de sustitución con un 4,6% para el concreto de referencia y un 7% para el 100%
de sustitución. En particular, la naturaleza heterogénea (es decir,
la combinación de agregado natural y mortero adherido) del agregado de concreto
reciclado condujo a la mayor variabilidad de los resultados mostrados.
3.3. Efectos del agregado
de ladrillo reciclado en la trabajabilidad
El Waste Clay Brick (WCB) se tritura y se utiliza como
agregados para producir morteros reciclados con suficiente trabajabilidad (alta
relación agua-cemento de 0,6) [34], la cantidad de agua es necesaria por dos motivos, en
primer lugar, para compensar el agua absorbida, y en segundo lugar para
proporcionar una capa de agua suficiente alrededor de las partículas para
mantener la fluidez [35].
A pesar de la mayor porosidad de los RBA no hay una
reducción obvia en la absorción de agua del concreto [36]. La
trabajabilidad de la mezcla no se ve afectada por la inclusión de recycled
mixed aggregate (RMA), ya sea solo o con
el cemento reciclado [5]. Los morteros reciclados con
el WCB seco tenían propiedades mecánicas relativamente más altas y una menor
absorción de agua, pero una tendencia inversa para los morteros con WCB de
pre-humectación, independientemente de las condiciones de curado, en estas se
consideran dos condiciones de curado (aire y estándar) y dos estados (seco y
pre-remojo) del WCB [34].
Según Tang et al. [37]
el incorporar el Recycled Powder (RP) en la mezcla de concreto disminuye la
trabajabilidad. La Fig. 2, indica la demanda de agua de la mezcla de RP, a
medida que aumenta la proporción de sustitución de RP. Además, de notar un notable efecto en la demanda de
agua por la granulometría de los Recycled Brick Powder (RBP) ya que al aumentar
la finura del Recycled Concrete Powder (RCP) se genera un mayor aumento en la
demanda de agua de los RCP.
Sin embargo, el disminuir el tamaño de las partículas
de (RBP) la demanda de agua disminuye debido a que esta mejora su misma
estructura. Por ejemplo, las demandas de agua de la (RP) con diámetros medios
de 27,1, 15,8, 10,5 y 3,4 μm son del 15,3%, 12,3%, 10,0% y 4,6%,
respectivamente, como se aprecia en la Fig. 2.
Fig. 2. Demanda de agua en la mezcla de
RP (Fuente: Tang et al. [37]).
Por lo que se pude decir que aparentemente en los
ladrillos de arcilla reciclada, la tasa de absorción de agua y el índice de
aplastamiento son superiores al de los agregados naturales por lo que hay que
tomar precauciones al mezclar teniendo en cuenta el ajuste de la relación w/c.
3.4. Efectos del agregado
de ladrillo reciclado en la permeabilidad
La permeabilidad al agua corresponde a la estructura
de los poros de los materiales cementicios, y varios tamaños de partículas de
RP y proporciones de reemplazo que resultan en diferentes permeabilidades al
agua del concreto [37]. Según Kishu et al.
[1], en la Fig. 3, mostró a varios autores que definen el hecho que la permeabilidad
del Recycled Concrete Aggregate (RAC) hecho con la sustitución total y parcial
de la natural aggregate (NA) por el aggregate recycled (AR) es mayor que la del
natural aggregate concrete (NAC). Esto se debe a que
el AR contiene más cantidad de porosidad y grietas en el mortero adherido,
formado en el AR durante la preparación.
Fig. 3. Absorción de agua de RAC según diferentes
autores. (Fuente: Tang et al. [37]).
Estudios previos como muestra Zenhua et al. [38], la permeabilidad del self-compacting concrete (SCC)
aumenta con la incorporación de (RCA), lo cual es generalmente aceptado debido
a la presencia de mortero residual y defectos en el RCA. La razón detrás de esta tendencia puede atribuirse a
la absorción de agua para la mezcla por parte del agregado de Crushed Clay Brick
(CCB) [16].
En resumen, los ladrillos de arcilla triturados
requieren más agua a comparación del agregado natural, por lo que es
recomendable aumentar el agua para la mezcla o remojar previamente este tipo de
agregado.
3.5. Efectos del agregado
de ladrillo reciclado en el módulo de elasticidad
A diferencia de los concretos tradicionales el módulo
de elasticidad con concretos reciclados es típicamente menor, pero al usar
agregado de CCB estos presentan una mayor influencia. Según Kishu et al. [1], en la Fig.
4, presentó a varios autores los cuales
reportaron que, al incorporar AR, el módulo de elasticidad es afectado
negativamente mostraron que el módulo de elasticidad disminuía un 12,6% para
una proporción de sustitución del 50% y un 25,2% para una proporción de
sustitución del 100%. y en un 25,2% para la proporción de sustitución del 100%.
Fig. 4. Módulo de elasticidad de RAC según
diferentes autores. (Fuente: Kishu et al. [1]).
Dang et al. [36] en la Fig.
5, mostró el efecto que causa el reemplazar el waste clay bricks (WCBF) en el
módulo elástico a diferentes edades del concreto. Pudiéndose apreciar que, a
los 28 días, en comparación con el normal concrete (NC), el porcentaje de
sustitución de WCBF tiene un efecto despreciable en el módulo elástico,
mientras que el módulo elástico de recycled concrete (RBC) se ve ligeramente
afectado por el WCBF con diferentes volúmenes de agua de agua adicional.
Sin embargo, cuando la proporción de sustitución
aumenta hasta el 100%, el módulo elástico del RBC se reduce comparativamente en
un 16% en comparación con la NC. Cuando el volumen de agua adicional del WCBF
es totalmente agua extra, el módulo elástico del RBC muestra una tendencia
lineal descendente con el aumento de la proporción de a los 90 días.
Fig. 5. Efecto del WCBF en el módulo de
elasticidad. (Fuente: Dang et al. [36]).
3.6. Efectos del agregado
de ladrillo reciclado en los modos de fallo
Los modos de fallo de las probetas de concreto
durante los ensayos de extracción directa se han estudiado en muchas
investigaciones [39]. Chunxiang et al. [40] estudió, cuatro relaciones de sustitución de agregados
de 0% 20% 75% y 100% en el modelo de RCA que se sometió a una carga de tensión
y compresión uniaxial en el plano respectivamente, mostraron fallos por rotura en
la mayoría de las muestras de concreto. Gao et al. [41] mostró modos de fallo en varios
cilindros representados en la Fig. 6. Por ejemplo, en el cilindro liso
RAC-RCBA falló frágilmente con una grieta vertical importante.
En el caso de las muestras de RAC-RCBA confinadas con
Glass Fiber-reinforced polymer (GFRP), el fallo se produjo cuando el tubo de
GFRP se rompió a una altura media debido a la expansión lateral del hormigón.
Los cilindros confinados de tubo de Carbon Fiber-reinforced polymer (CFRP)
expresaron un fallo más frágil, ocurrido repentinamente como una explosión con
grandes sonidos. Sin embargo, Chen et al. [42] presentó, modos de
fallo en probetas compuestas con varias mezclas de concreto que fueron
representados en la Fig. 7.
Todas mostraron un fallo por cizallamiento que
cruzaba principalmente de un extremo a la región media, las regiones visibles
de aplastamiento del concreto relleno al retirar los tubos exteriores se
encontraban principalmente, en la zona d donde se producía el pandeo local del
acero Y que a diferencia del fallo por colapso observado en las muestras sólo
se llegó a apreciar varias grietas diagonales en la superficie de los elementos
RBACFST con varios niveles de sustitución de CCB y RCA. Indicando que el usar RBAC
como relleno de concreto en los CFST, beneficia a la construcción de concreto.
3.7. Efectos del agregado
de ladrillo reciclado en la resistencia a la compresión
Como uno de los principales elementos en el diseño
estructural, esta propiedad es considerada, sin duda, una de las propiedades
mecánicas más importantes del concreto que representan su calidad. Muchas otras
propiedades del concreto, como el módulo de elasticidad
y la tensión máxima están relacionadas con la resistencia a la
compresión. [43].
Según Marco et al. [44], nos mostró en la Fig. 8
los resultados de la resistencia varían en función de su tamaño nominal. Por
ejemplo, cuando se aumenta el tamaño de las partículas (NA) se llega a reducir
la resistencia hecho observado cuando el diámetro de las partículas pasa del
rango de 9,5-12,5 mm al de 12,5-16 mm, se llega a apreciar un descenso al 22%,
cuando los tamaños de las partículas pasan el rango de 12,5-16 mm al de 16-19
mm.
Y en el caso de las partículas de (RBA) se produce
algo similar en una disminución del 5% aproximadamente, cuando el tamaño de las
partículas pasa del 9,5-12,5 mm a 12,5-16 mm, pero se llega a producir una
reducción de resistencia alrededor del 19%, cuando el diámetro aumenta entre
16-19 mm.
Fig. 8. Variación de la resistencia en función
del tamaño de partículas de RBA, RCA y NAT (Marco et al. [44]).
En una investigación realizada por Choacan et al. [32] mostró la resistencia
a la compresión de probetas cúbicas con RCA para w/c = 0,55, ensayadas a 28 y
56 días, respectivamente, como resultado tanto para las probetas ensayadas a 28
días como a 56 días, la resistencia a la compresión disminuye al aumentar la
sustitución del (ACR). Por ejemplo, la resistencia se reduce en un 2%, 4,4%,
5,6% y 7,2% a los 28 días y un 3,7%, 6,8%, 9,6% y 11% a los 56 días cuando se
sustituyó el NCA con RCA en un 25%, 50%, 75% y 100%, respectivamente. Además, se puede observar que la resistencia a la compresión
de la muestra ensayada a 28 días es notablemente inferior a la probada a 56
días; esta última es aproximadamente 1,23∼1,29
veces la primera.
Wei et al. [45] en sus
estudios mostró que la resistencia a la compresión tenía una relación
exponencial con las relaciones cemento-arena y agua-sólido. También estableció
la relación entre la resistencia a la compresión no confinada y el módulo
elástico, que podía utilizarse para calcular el módulo de los materiales de
relleno mediante la resistencia a la compresión directamente. En los diferentes resultados se mostraron varios
porcentajes de RCAs que fueron sustituidos por NA en la producción de nuevos concretos.
Suvash [46], concluyó que se
puede llegar a fomentar el uso de concreto con agregados de ladrillos
reciclados RBAC (por sus siglas en inglés: (Recycled Brick Aggregates Concrete)
como relleno de concreto, ya que esto puede representar un beneficio, dado que
los residuos de las unidades de arcilla se generan en los edificios, debido a
su fragilidad, y puede convertirse en una opción económica al ser utilizado
como agregado liviano para el curado interno del concreto, disminuyendo así el
impacto ambiental [47]. La Tabla 6. muestra los diferentes estudios en la
resistencia compresión de RBA que han sido realizados por diferentes investigaciones.
Tabla 6. Resistencia a la compresión de
RBA para diferentes investigadores.
* de concreto patrón a los 28 días
** de concreto con % propuesto a los 28 días.
3.8. Efectos del agregado
de ladrillo reciclado en la resistencia a la flexión
El ladrillo triturado obtenido a partir de residuos
de demolición de edificios se incorpora a las mezclas de concreto en estos
porcentajes 0%, 13%, 26%, 39% y 52% como sustitución en peso del árido grueso.
Las muestras se sometieron a una prueba de flexión en cuatro puntos, mostrando
mejoras de las muestras en términos de propiedades mecánicas y mejoró el
comportamiento a cortante de las vigas de concreto de ladrillo triturado comparado
con las muestras de control [48]. Mohammed et al. [12] a través
de su estudio encontró que alrededor del 25% de la arena de sílice puede ser
parcialmente reemplazado por agregado de ladrillos triturados de desecho. Sin
embargo, Adem et al. [49] mostro resultado de pruebas que
mostraron la resistencia a la flexión 2,29, 3,63 y 3,98 MPa para las mezclas de
concreto con ladrillo triturado iraní, nahrawan e iso respectivamente, concluyendo
que la mezcla con ladrillo triturado iraní da valores menores que los ladrillos
triturados Nahrawan e Iso debido a su bajo peso y alta absorción de agua.
Pinchi et al. [50] muestra en
la Fig. 9. como influye el porcentaje de ladrillo triturado en la resistencia
a la flexión a 28 días. En ella se puede observar que con el diseño 2 se
alcanza un valor de 45,24 Kg/cm2, siendo éste un 7% superior al de la mezcla de
control, y cuando un espécimen ensayado se rompía en dos partes, el ensayo se
daba por terminado [51]. Pero se debe tener en cuenta que el porcentaje óptimo
de sustitución debe ser probado para cada mezcla de concreto, a través de
mezclas de prueba [47].
Fig. 9. Influencia del porcentaje de en
la resistencia a la flexión (Fuente: Rodríguez et al. [47]).
4.
CONCLUSIONES
·
En el uso de este material reciclable se
encuentra una gran variedad de documentos publicados, pero son muy escasos los
resultados que se dan sobre el efecto que causa el usar bloques triturados de
arcilla como un agregado en las propiedades del concreto.
·
Los agregados de ladrillo tenían una
mayor porosidad y absorción que los agregados naturales, por lo que hay que
tomar precauciones al mezclar y tener en cuenta el ajuste de la relación w/c.
·
Se deben establecer límites en cuanto a
los porcentajes de reemplazo, ya que estos procesos son apenas utilizados en ciertas
aplicaciones estructurales.
·
Los ladrillos de arcilla triturados a
comparación del agregado natural requieren más agua por lo que es recomendable
remojar previamente este tipo de agregado o aumentar el agua para la mezcla.
·
El concreto con agregado de ladrillo
mostró un aumento en su trabajabilidad a diferencia del concreto de agregados
naturales. Esto se debe a los agregados de ladrillo cuentan con una estructura
porosa en comparación de los agregados naturales.
·
El concreto con agregado de ladrillo
mostró una ligera deficiencia en resistencia a la compresión en comparación con
la del concreto fabricado con 100% de agregado natural. Esta disminución de la
resistencia a la compresión se debe a cuando se sustituyen el agregado natural
con el agregado reciclado.
·
Se deben considerar tomar precauciones
especiales al intentar utilizar este tipo de agregados zonas costeras debido a que
este tipo de mezclas de concreto exhibe una alta porosidad y permeabilidad.
5.
AGRADECIMIENTOS
Agradecer el apoyo a la Universidad Señor de Sipan y
a la escuela profesional de Ingeniería Civil, que me mediante sus enseñanzas me
permitieron desarrollar este artículo de revisión.
6.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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