Durabilidad de Los Agregados Del Concreto Reciclado

Información del artículo:

Revista de investigación: ELSEVIER, Cement & Concrete Composites 31 (2009) 555-563

http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405892/description#description

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Recibido 10 de septiembre 2008

Recibido en forma revisada 09 de febrero 2009

Aceptado 11 de febrero 2009

Disponible en línea 25 de febrero 2009

2009 Elsevier Ltd. Todos los derechos reservados.

Traducción al castellano:

Marulanda F., Carlos Eduardo Arquitecto Maestría en Construcción – Cohorte 11, Universidad Nacional de Colombia

Vela O., Luis Alejandro Arquitecto Maestría en Construcción – Cohorte 11, Universidad Nacional de Colombia

Bogotá, D.C., junio 01 de 2011

Durabilidad de los agregados del concreto reciclado diseñados con el método de volumen de mortero equivalente (EMV)

Abdelgadir Abbas Amec Americas, Calgary, Alberta, Canada

Gholamreza Fathifazl Adjeleian Allen Rubeli Consulting Structural Engineers, Ottawa, ON, Canada

O. Burkan Isgor PCarleton University, Department of Civil and Environmental Engineering,

1125 Colonel By Drive Ottawa, ON, Canada KIS 5B6

A. Ghani Razaqpur McMaster University, Department of Civil Engineering, Hamilton, ON, Canada

Benoit Fournier Laval University, Department of Geology and Geological Engineering, Québec, QC, Canada

Simon Foo Public Works and Government Services Canada, Gatineau, Quebec, Canada

2 Maestría en Construcción – 1er semestre de 2011

RESUMEN: Se presentan los resultados de una investigación exhaustiva sobre la durabilidad del concreto estructural de calidad elaborado con agregados de concreto (RCA). Las mezclas de concreto RCA fueron proporcionados mediante un nuevo método de diseño de la mezcla, denomi-nado el método de volumen de mortero equivalente (EMV). El método EMV se basa en la hipóte-sis de que el RCA es un material compuesto de mortero y agregados naturales, y por lo tanto, la dosificación de una mezcla de concreto que contienen RCA, debe tener en cuenta la cantidad rela-tiva, las propiedades de cada uno de los dos componentes y el estado fresco de las mezclas, tanto de agregados secundarios para la pasta fresca como el contenido de la mezcla. Se realizaron prue-bas para estudiar los fenómenos de congelación y descongelación, la penetración de cloruros y re-sistencias a la carbonatación de la mezcla proporcionada por el método EMV y por el método con-vencional. Los resultados de la prueba mostraron que la mezcla de concreto RCA elaborado por el método EMV tienen una mayor acción respecto a la resistencia frente a los fenómenos de congela-ción y descongelación, la penetración de cloruro y la carbonatación, con respecto a los métodos de diseño convencional, cumpliendo con los requisitos actuales para el concreto expuesto a ambientes severos.

PALABRAS CLAVES: agregado de concreto reciclado (RCA), concreto (RCA), diseño de

mezcla, penetración del cloruro, carbonatación, fenómeno de congelación y descongelación.

ABSTRACT: Results of a comprehensive investigation about the durability of structural-grade

concrete made with recycled concrete aggregate (RCA) are presented. The RCA-concrete mixes

were proportioned using a new concrete mix design method, termed the equivalent mortar vo-

lume (EMV) method. The EMV method is based on the hypothesis that RCA is a composite

material comprising mortar and natural aggregate; therefore, when proportioning a concrete mix-

ture containing RCA, one must account for the relative amount and properties of each the two

components and adjust both the fresh coarse aggregate and fresh paste content of the mix accor-

dingly. Tests were conducted to study the freeze–thaw, chloride penetration and carbonation re-

sistances of the mixes proportioned by the EMV method and by the conventional method. Re-

sults of the test showed that RCA-concrete mixes proportioned by the EMV method have higher

resistance to freeze–thaw action, chloride penetration and carbonation than those designed with

the conventional method, and they satisfy the current requirements for concrete exposed to severe

environments.

KEYWORDS: recycled concrete aggregate (RCA), RCA-concrete, mix design, chloride pene-

tration, carbonation, freeze-and-thaw action

Abbas, Fathifazl, Isgor, Razaqpur, Fournier, Foo 3

1 INTRODUCCIÓN

A medida que van cambiando rápidamente los lugares de extracción de agregados naturales, que

inclusive tiene que ser trasportador desde lugares apartados [1], hay beneficios económicos y am-

bientales para usar agregados de concreto reciclado (RCA) en el desarrollo de tipos de concreto es-

tructural [2]. Los agregados de concreto reciclado denominados concreto RCA, al menos deben

cumplir con determinados requerimientos mecánicos y de durabilidad antes de poder ser usados

como un material estructural. En circunstancias particulares donde el concreto estructural está en

algunos sitios bajo condiciones ambientales extremas (ej. el uso constante de sales deshielantes ó

ciclos de congelamiento y descongelamiento) requieren una detallada investigación de la durabili-

dad del concreto RCA aplicado bajo estas condiciones.

Hasta ahora en la literatura, la mezcla de métodos de dosificación convencional del concreto

normal, con algunos ajustes como el uso de grandes cantidades de cemento, ha sido usada para la

dosificación de agregado de concreto reciclados mezclado sin prestar atención al contenido de resi-

dual del mortero RCA [3-8]. Aunque ha sido logrado mediante el ajuste de las proporciones de la

mezcla [2,9] a igual o mayor resistencia a la compresión, estos ajustes han resultado usualmente

perjudiciales en el concreto RCA como la disminución del módulo de elasticidad y de la resisten-

cia ante la acción de congelamiento y descongelamiento similares en el concreto convencional. El

concreto calculado por métodos convencionales tiene mayor contenido total de mortero, lo que a su

vez se traduce en su vulnerabilidad a los ataques por la exposición a condiciones ambientales ex-

tremas y productos químicos. Para superar este problema, fue desarrollado por los autores de este

trabajo un nuevo método para la dosificación [10]. El método parte de la hipótesis en donde RCA

es un material que se constituye de dos tipos de componentes, de mortero residual y agregados

vírgenes originales, donde hay que tener en cuenta el volumen y características en la dosificación

de una mezcla de concreto que emplee este tipo de componentes. En otras palabras, no se puede

suponer, como es habitual en la actualidad, que RCA se limita a sustituir agregados naturales en la

mezcla, ya que también se cambia el contenido del mortero general en la mezcla por la presencia de

mortero residual RCA. La característica principal del método propuesto, denominado el método de

volumen de mortero equivalente (EMV), es el tratamiento de mortero residual RCA como parte del

volumen total de mortero del concreto. El volumen total de mortero se considera como la suma de

los volúmenes de cemento residual y natural en los concretos compuestos de agregados reciclados,

denominado de manera abreviada concreto RCA.

Dado que las mezclas de concreto RCA realizadas por el método EMV no sufren de estas insufi-

ciencias respecto al concreto elaborado por los métodos convencionales, se espera que la primera

mezcla proporcionara una mejor resistencia a las condiciones ambientales severas y a acciones

químicas. Para comprobar esto, un extenso estudio experimental se llevó a cabo para investigar la

resistencia de las mezclas de concreto RCA desarrolladas por el método EMV frente a la acción de

congelación y descongelación, la penetración de cloruro y la carbonatación. Se reconoce que los

problemas de durabilidad relacionados con el concreto no se limitan a estos tres factores, sin em-

bargo, las duras condiciones ambientales que presentan los climas de la región norte, traen a cola-

ción estos temas, y de los posibles problemas de durabilidad los cuales enfrentarían el concreto ar-

mado RCA. Las mezclas de concreto empleadas para el presente estudio contienen mezclas (1)

secundarias RCA, elaboradas por el método convencional de diseño de mezclas o por el método

EMV y (2) con contenidos de agregado grueso natural de propiedades similares a la suma original


del agregado grueso de la mezcla con RCA generada por el método convencional de diseño. Estos

últimos controlan las mezclas y se utilizan como referencia para evaluar el desempeño de la mezcla

de concreto RCA. Antes de la presentación del programa experimental, se presenta una breve des-

cripción del método EMV en la siguiente sección.

2 METODO DEL VOLUMEN EQUIVALENTE DE MORTERO (EMV)

El volumen total de mortero en el concreto producido con RCA está hecho de mortero residual y

mortero convencional. Cuando se emplea un diseño de mezcla general, el RCA es considerado co-

mo parte del agregado grueso, y no se tiene en cuenta la inclusión de volumen de mortero residual.

Debido a esto, el concreto producido con RCA tiene mayor volumen de mortero total (residual y

convencional) que el de un diseño de mezcla aplicando el mismo método solamente con contenido

de agregados naturales. El método EMV implica la determinación de la cantidad apropiada de RCA

a ser empleada en la mezcla con relación a la cantidad de agregados naturales secundarios que

podría ser utilizado en una mezcla de concretos convencionales con las mismas propiedades especi-

ficadas. Este enfoque garantiza que el volumen total de mortero (residual y convencional) en el

concreto producido con RCA sea equivalente al del concreto convencional. Así mismo, el método

EMV asegura que el volumen total de agregado grueso natural (parte RCA y parte agregado con-

vencional incluido en la mezcla) en el concreto RCA es igual al volumen de agregados naturales en

el concreto convencional con las mismas propiedades específicas. La formulación de las ecuacio-

nes para el método EMV no se presenta aquí, sin embargo, se puede encontrar en la referencia.

[10].

Al principio el método emplea una dosificación regular de mezcla determinando la proporción

de los componentes de la mezcla del concreto convencional con las mismas propiedades especifi-

cadas como resultado del concreto RCA. Por lo general, el resultado de la mezcla de concreto RCA

será el resultado de una mezcla de agregado grueso natural y RCA, con la proporción de cada tipo

de agregado del diseño de la mezcla. Para este propósito, se define un parámetro R como la rela-

ción del contenido de agregado natural que acompaña la mezcla. De acuerdo con el método EMV

el volumen requerido de RCA para garantizar el contenido equivalente de agregado natural incluido

en el concreto RCA, como en la composición convencional del concreto con las mismas propieda-

des especificadas puede ser calculada mediante:

(1)

donde Vconctreto RCA

/RCA es la fracción de volumen de gruesos-RCA en el concreto RCA, VNAC/

NA

es la fracción de volumen de agregados naturales en el concreto convencional, RMC es el contenido

de mortero residual de RCA, SGbRCA

y SGbOVA

son los valores determinados experimentalmente de

mayor peso específico de RCA y agregado natural, respectivamente, y R es el cociente del volumen

del contenido de agregados naturales sobre el contenido de la mezcla de agregados naturales de

concreto RCA. El contenido de mortero residual (RMC) de la RCA puede ser aproximadamente de-

terminado mediante un método desarrollado por los autores como se detalla en [11]. Después de

calcular el volumen necesario de RCA, se determina las proporciones de agregado fino, cemento y

agua en el concreto RCA.


Cabe señalar que se asumen diferentes valores de R en la propuesta de método de EMV, en mu-

chas alternativas de mezcla de concreto RCA que pueden ser diseñadas con las mismas proporcio-

nes de mortero y agregados naturales, pero con diferentes relaciones de volumen de mortero resul-

tante vs mortero natural. En otras palabras, contrario a los métodos convencionales de

dosificación de la mezcla, la adopción de diferentes valores de R en el método estándar EMV no se

traduce en mayor volumen global de mortero en el concreto RCA en comparación con los demás

componentes agregados del concreto convencional. En este estudio, para tener el mismo volumen

total de mortero en la mezcla de concreto RCA y el control de mezclas de concreto normal, el nue-

vo volumen natural total del concreto RCA se incrementó en una cantidad igual al volumen del

mortero residual RCA. En consecuencia, los contenidos de RCA, como porcentaje del volumen to-

tal de agregado grueso, se determinan en 63,5% y 74,3%, para las mezclas hechas con RCA de

Montreal (RCA-MO) y Vancouver (RCA-VA), respectivamente.

3 CONTENIDO DEL DOCUMENTO

3. Programa experimental 3.1. Caracterización de materiales del RCA Para el presente estudio, las plantas de reciclaje de donde proviene el RCA, reciben el concreto de de la demolición de varios proyectos, y el material que producen incorpora una mezcla de agregados naturlaes de diferentes fuentes. El primer lote de RCA se ha obtenido de una planta procesadora de reciclado global con sede en Montreal, Quebec (RCA-MO), y el segundo de una planta en Vancouver, Columbia Británica (RCA-VA). RCA-MO se obtuvo de concreto en el que los agregados naturales de piedra caliza fueron aplastados, y RCA-VA se obtuvo de la demolición de concreto hecho en su mayor parte con grava de río bien redondeada. Desde la RCA de ambas fuentes se recibió material sin triturar y sin clasificar, antes de comenzar las pruebas de caracterización de materiales, estos fueron seleccionados mecánicamente para eliminar las impurezas y finos, separando por tamaños las diferentes partículas de RCA utilizando tamices con aberturas de 4.75, 9.5, 12.7 ,19 y 25 mm. Para evitar daños al RCA, el tiempo de tamizado se fijó a 30 segundos por lote, y después de tamizado el RCA, esta fue lavada, secada al aire, y almacenada en tambores para su posterior uso en las pruebas de caracterización del material.

El examen petrográfico de RCA-MO mostró que los agregados originales en esencia consistían

en material (aplastado) de grano fino, de piedra caliza de color gris oscuro. Por otra parte, los agre-gados originales del RCA-VA se compone de grava poligiénica bien redondeado, que se compone principalmente de diferentes tipos de rocas volcánicas e intrusivas (granito), con partículas de cuar-zo, sílex, arenisca y piedra caliza (en menores proporciones). En general, la distribución de tamaño de partícula de los agregados originales de RCA-RCA y MO-VA se encontraban dentro del rango típico utilizado en el concreto “convencional”, es decir, 25.5 mm.

Un examen más detallado de mortero residual se realiza bajo el microscopio petrográfico (luz

reflejada) y la exploración microscópico- electrónico de barrido (SEM) para determinar micro-

texturas adicionales y características de composición que podría ayudar en la comprensión de la ac-

tuación de RCA en las distintas pruebas realizadas en el laboratorio. El origen del concreto de los

dos tipos de RCA se desconoce, sin embargo, se encontró que el mortero residuale de RCA-MO

por general contenía más burbujas de aire que el mortero de RCA-VA [12].


Tabla 1

Promedio de las propiedades físicas de los agregados gruesos y finos.

Agregado Porosidad (%) Capacidad de

absorción (%) Peso específico RMC (%)

Unitario SSD Aparente

RCA - MO 12,3 5,4 2,31 2,42 2,64 41

RCA - VA 8,1 3,3 2,42 2,5 2,64 23

Calizas 0,9 0,34 2,7 2,71 2,73 0

Grava de río 2,4 0,89 2,72 2,74 2,79 0

Arena de río - 0,54 2,7 2,72 2,76 -

*Arena con módulo de finura de 2,60.

De conformidad con las Normas Nacionales de Canadá [13], los elementos de concreto expues-

to contienen entre el 4% y 9% de aire incorporado para la resistencia frente a las heladas. A pesar

de las condiciones de exposición en el área de Vancouver, son más leves que los de Montreal, sin

embargo, se espera que el concreto expuesto en estas regiones contenga aire incorporado. La otra

observación más importante de los morteros residuales en el marco del SEM fue la presencia de

partículas de ceniza volante en el mortero residual de la RCA-VA [12]. Durante los últimos 30

años, ha sido una práctica común en el área metropolitana de Vancouver para sustituir alrededor

del 20-25% de la masa de cemento con cenizas volantes, las cenizas volantes se clasifica como un

tipo de CSA IC, es decir, con un contenido intermedio ( 10 - 15%) de óxido de calcio [14].

La caracterización del material en cuestión involucra la determinación de la capacidad de absor-

ción, densidad, porosidad y el contenido de mortero residual (RMC) para el RCA-MO, RCA-VA y

agregados naturales utilizados para producir las muestras de concreto. Los valores promedio de es-

tas propiedades aparecen en la Tabla 1. El peso específico y las pruebas de capacidad de absorción

se realizaron según la norma ASTM C 127 -88 [15]. La RMC de cada tipo RCA se determinó sobre

la base de un nuevo método desarrollado por Abbas et al. [11], que contempla la inmersión de RCA

en solución de sulfato de sodio y su sometimiento a varios ciclos de congelación y descongelación.

RMC es el porcentaje del mortero residual por el peso de RCA, y se puede observar en la Tabla 1,

que el RCA-MO tiene un mayor RMC de RCA-VA (41% vs 23%). Además de los faldones de las

pruebas de caracterización de materiales de la RCA se pueden obtener de la referencia. [16]. 3.2. Preparación de la muestra

El presente estudio se centra en la durabilidad de concreto RCA en donde el RCA-MO y RCA- VA con la mezcla proporcional mencionada por el método EMV. El estudio experimental para eliminar los efectos de la relación agua-cemento y la resistencia a la compresión del concreto, manteniendo constantes estos parámetros (w / c = 0.45 y f 0 c = 35 a 40 MPa). Sin embargo, fue investigado el efecto de la composición tipo sobre propiedades de durabilidad, con materiales cementantes suple-mentarios, tales como la ceniza volante y la escoria granulada de alto horno, BFS. La tasa de susti-tución sobre la base de peso de cemento, expresada en porcentaje, fue del 25% para ceniza volante y 35% para sfb. La ceniza volante del tipo CSA CI con un promedio específico de masa de 2.01, y el de sfb grado 80 con un promedio específico de masa de 2.99. Además, todas las mezclas se pre-pararon como aire comprimido (6% de contenido de aire resultante) eliminado el efecto de conteni-do de aire en las propiedades de durabilidad del concreto RCA.


TABLA 2

Proporciones de mezcla del diseño de mezcla

Mezcla ID Contenido

RCA (%) Proporciones de la mezcla (Kg/m3) WRAa (ml) AEa (ml)

Agua Cemento

Ceniza

volante BFS Arena

Agregados

secundarios

RCA Naa

CM-C 100 156 349 0 0 888 792 0 1396 35

CM-F 100 157 262 87 0 888 792 0 Ninguno 209

CM-B 100 155 227 0 122 888 792 0 523 35

EM-C 63,5 151 335 0 0 630 720 414 1005 33

EM-F 63,5 151 251 84 0 630 720 414 606 201

EM-B 63,5 149 218 0 117 630 720 414 1339 33

CL-C 0 193 430 0 0 808 0 835 Ninguno 86

CV-C 100 156 349 0 0 857 867 0 1047 35

CV-F 100 157 262 87 0 857 867 0 Ninguno 209

CV-B 100 155 227 0 122 857 867 0 1047 35

EV-C 74,3 161 358 0 0 645 813 281 1075 36

EV-F 74,3 161 269 90 0 645 813 281 Ninguno 215

EV-B 74,3 160 233 0 125 645 813 281 1792 36

CG-C 0 191 424 0 0 763 0 900 Ninguno 85

a NA: Agregado secundario natural; WRA: agente reductor de agua y AE: agente incorporador de aire

La dosificación de la mezcla se presentan en la Tabla 2 en donde la proporción de la mezcla se

determina de acuerdo a la siguiente relación: (1) E o C (para el método de diseño de mezcla): mez-

cla proporcionada por EMV (E) o el método convencional (C), (2) M, V, L o G determina la mez-

cla cuyo agregado grueso incluya RCA-MO (M), RCA-VA (V), únicamente con piedra limo natu-

ral o (L) grava natural solamente (G), y (3) C, F o B significa el tipo de aglutinante en la mezcla, es

decir, que contienen solo mezcla de cemento ordinario Portland (C), cemento ordinario Portland

con 25% de ceniza volante (F), o cemento ordinario portland con 35% bfs (B). Por ejemplo, CM-B

representa una mezcla proporcionada por el método convencional, hecha con RCA-MO e incorpo-

rando bfs.

Es importante mencionar que el método EMV disminuye el cemento necesario para la mezcla, ya que requiere menos mortero natural que la requerida por el método convencional. La baja calidad del cemento determina que el concreto RCA esté proporcionado por el método EMV, el cual es más respetuoso con el medio ambiente. Como se puede observar en el cuadro 2, el contenido de cemento de la mezcla proporcionada por el método convencional sin RCA sea superior a 400 kg/m3. Cuando una mezcla de concreto RCA, con un volumen total de mortero igual a la corres-pondiente mezcla convencional es diseñada por el método EMV, el cemento presenta contenido de gotas de 335 kg/m3 y 358 kg / m 3 para las mezclas hechas con RCA-MO y RCA-VA, respectiva-mente.

Después del proceso de mezclado, el concreto fue moldeado y curado por 24 horas, siguiendo

los procedimientos descritos en la norma ASTM C 192 / C 192 M- 00 [15]. Para cada mezcla de


concreto, tres primas de 75 x 100 x 400 mm se prepararon para las pruebas de congelación y des-

congelación de acuerdo a los requerimientos de la ASTM C666-97 [15]. Del mismo modo, para ca-

da combinación de tres primas de 100 x 100 x 406 mm fueron preparadas para la aceleración de las

pruebas de carbonatación. Para las pruebas de penetración de cloruro, se requirieron en cada mez-

cla, tres probetas cilíndricas de 100 mm y 200 mm de diámetro. Adicionalmente, se prueban tres

cilindros de la mezcla con un diámetro de 150 mm y una longitud de 300 mm determinando la re-

sistencia a la compresión en 28 días. Para las mezclas con incorporación de aire, ceniza volante o

bfs, dos cilindros adicionales fueron analizados determinando la resistencia su resistencia a la com-

presión a los 56 días. Las muestras fueron almacenadas durante 28 días en una habitación húmeda,

de acuerdo con los requerimientos de la norma ASTM C 511-98 [15].

3.3. Propiedades de endurecimiento y humedad en muestras de concreto

En general es aceptable que exista una correlación entre algunas de las propiedades de humedad y endurecimiento del concreto. En general, concretos con adecuada incorporación de aire, manejabi-lidad, y resistencia a la compresión, no generan segregación ni perdida de humedad, esperándose de estos una buena durabilidad. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue producir un concreto ar-mado RCA con resistencia a la compresión aceptable y contenido convencional de aire en el con-creto. Se reconoce que la resistencia a la compresión del concreto no siempre puede ser una indica-ción de su durabilidad, especialmente cuando son utilizados materiales cementantes complementarios, sin embargo, para el tipo de concreto armado, determina un mejor parámetro de diseño con la incrementación de fuerzas. La Tabla 3 presenta las medidas de las propiedades de mezclas de concreto húmedo y endurecido.

Tabla 3

Propiedades de la mezcla en estado fresco y endurecido

Mezcla ID Propiedades en estado fresco

Propiedades en estado sólido

Asentamien-

to (mm)

Contenido

de aire

(%)

Densidad

(Kg/m3) f'c (Mpa)

Densidad

(Kg/m3)

f'c56

(MPa)

CM-C 70 6,9 2262

41,8 2264 -

CM-F 130 7,4 2226

34,0 2217 38,5

CM-B 55 6,0 2281

42,0 2269 44,8

EM-C 105 6,0 2305

39,2 2295 -

EM-F 120 5,7 2291

34,2 2293 40,9

EM-B 80 5,7 2306

41,8 2319 46,3

CL-C 175 6,3 2332

36,9 2300 -

CV-C 70 7,4 2306

39,7 2285 -

CV-F 90 6,0 2291

35,0 2281 40,8

CV-B 110 7,1 2286

39,3 2289 41,3

EV-C 140 6,0 2328

40,0 2321 -

EV-F 140 5,5 2321

35,2 2304 42,3

EV-B 150 6,8 2316

40,0 2325 42,3

CG-C 210 6,3 2339

35,6 2315 -

f’c56: resistencia a la compresión a los 56 días, fueron analizadas dos muestras por promedio

En base a la tabla, todas las mezclas de concreto RCA diseñadas con el método convencional y

el método EMV se consideraron viables, con un slum que oscila entre 55 mm (CM-B) y 150 mm (EV-B). También se observa que el contenido de aire para todas las mezclas de concreto varió de


5,5% (EV-F) 7,4% (CM-F y la CV-C). Estos resultados están proporcionados con los resultados de contenido de aire de 6% y están dentro del rango de 5-8% especificado por CSA 23.2 a 04 [13] pa-ra condiciones de exposición severa. La densidad de humedad de los valores de la mezcla de con-creto RCA diseñadas por el método EMV es más alta que las mezclas diseñadas por los métodos convencionales, respectivamente. Esto puede atribuirse a la disminución del volumen de mortero en las mezclas diseñadas por el método EMV en comparación con las mezclas diseñadas por el méto-do convencional. El incremento de la densidad de las muestras varió de 2.217 kg / m 3 (CM-F) a 2.325 kg / m 3 (EV-B), que se encuentra dentro del rango esperado de densidad del concreto.

La resistencia a la compresión a los 28 días varía en las mezclas de 34 MPa (CM-F) a 42.0 MPa

(CM-B y EM-B), encontrándose dentro el rango de la fuerza diseñada. La resistencia a la compre-

sión a los 56 días de las muestras que contienen materiales cementantes adicionales- ELA fue de 40

MPa y superior. Es importante tener en cuenta que el esfuerzo a la compresión de las muestras de

mezclas elaboradas por el método EMV es más alto que las mezclas diseñadas con método conven-

cional. Aunque esta diferencia no es significativa (2 - 5 MPa), demuestra que la mezcla de concreto

RCA diseñada por el método EMV podría tener una mayor resistencia que la incorporación de

mezclas del concreto sin RCA a pesar de un menor contenido de cemento en anteriores mezclas.

3.4. Durabilidad de las muestras

Después de la preparación de la muestra, fue muestreada la durabilidad de las mezclas de concre-to RCA diseñadas por el método EMV. Entre estas propiedades, la resistencia a la acción de conge-lación y descongelación, penetración de cloruro y la carbonatación se considera particular impor-tancia ya que estas propiedades se ven significativamente afectadas por la calidad y la cantidad de mortero, propiedades que son diferentes del concreto RCA en comparación con el concreto con-vencional.

3.4.1. Resistencia a la congelación y descongelación

Las pruebas de congelación y descongelación fueron realizadas mediante una rápida congelación

y descongelación en agua de acuerdo al procedimiento de la norma ASTM C 666-97 [15]. Los da-

ños por congelación y descongelación son monitoreados con mediciones de módulos dinámicos re-

lativos de los ensayos en prismas para un máximo de 300 ciclos. El módulo dinámico relativo es

determinado por medición de la frecuencia transversal de las muestras. El desempeño del concreto

contra la acción de congelación y descongelación estuvo representado por el factor de durabilidad,

que puede ser calculado así,

(2)

Donde DF es el factor de la durabilidad de la muestra de ensayo; PN (%) es el módulo dinámico re-

lativo de elasticidad después de la cantidad de ciclos de congelación y descongelación; N es el

número de ciclos en el que el módulo dinámico relativo de elasticidad alcanza el valor mínimo es-

pecificado de pruebas aleatorias o el número específico de ciclos donde se da por terminada la ex-

posición, con tendencia a disminuir, y M es el número específico de ciclos en que la exposición es

determinada (300 ciclos para este estudio).


(a) RCA-MO y control de muestras

(b) RCA-VA y control de muestras

Fig. 1. Módulo dinámico relativo de las muestras sin materiales cementantes


Fig. 2. Resumen de las mediciones DF de

congelamiento y descongelamiento en muestras

El concreto convencional con aire incorporado se considera adecuado si puede soportar 300 ciclos

con respecto al valor mínimo especificado del módulo dinámico relativo.

La figura 1 ilustra la variación del módulo dinámico con respecto al el número de ciclos hielo-

deshielo para las muestras RCA-MO y RCA-VA sin materiales cementantes suplementarios. En

general, para todas las muestras de RCA-MO y RCA-VA, el módulo dinámico relativo es de un

rango de 90% a 100%, demostrando que todas las muestras presentaron buenos resultados contra la

acción de congelación y descongelación. Sin embargo, el módulo dinámico relativo para las mues-

tras CL-C (i.e. concreto convencional con piedra caliza) fueron en un 2% superiores a los de las

muestras EM-C. Del mismo modo, los módulos dinámicos relativos de las muestras CG-C (es decir,

concreto convencional con grava de río) son alrededor del 4% superiores a las de las muestras EV-

C. Esta variación podría atribuirse a la diferencia entre las cualidades del mortero residuales frente

al mortero húmedo RCA utilizado en concreto convencional.

Un resumen de los factores de durabilidad (DF) de las probetas se muestra en la Fig.2. Una compa-

ración de los valores de FD esta en la misma figura, con la consideración del método de diseño de

la mezcla, es decir, EMV (E) vs el método convencional (C), muestra que el ensayo inicial realiza-

do es mejor que el posterior el cual utiliza RCA: El DF para las mezclas con el método EMV son

ligeramente (~ 7.2%) superiores a las previstas por la método convencional, con RCA-MO Y RCA-

VA. Esta diferencia puede atribuirse a la menor cantidad de mortero total en las mezclas diseñado

por el método EMV. Se puede observar de la misma cifra que el DF de la mayoría de las muestras

de concreto RCA- con cenizas volantes (F) es de alrededor de un 4% inferior a la de la mezcla con-

junta sin material cementante adicional. Por lo tanto, la resistencia a la congelación y descongela-

ción de concreto RCA no se mejora con la sustitución de cemento con cenizas volantes. Sin embar-

go, también debe tenerse en cuenta que estas pruebas se llevaron a cabo en 28 días, y se espera que

las propiedades de la mezcla con cenizas volantes mejoren las propiedades en este mismo periodo.

Observaciones similares se pueden hacer en la figura. 2 con respecto a la adición de bfs (B): hay un


3% de aumento en el DF de las muestras preparadas con bfs, sin embargo, esta diferencia puede

atribuirse al hecho de que las pruebas fueron desarrolladas 28 días después del curado. Se espera

que produzca mejores resultados un mayor tiempo de curado de las probetas con bfs. Es importante

enfatizar que la reducción de las lecturas observadas en las muestras con materiales cementantes

complementarios no significa que estas muestras sean vulnerables a los ataques de congelación y

descongelación. Como se mencionó anteriormente, todas las muestras presentaron un alto módulo

dinámico al respecto (y el factor de durabilidad) y puede ser utilizado en ambientes severos de

acuerdo a las especificaciones canadienses presentes. 3.4.2. Penetración del cloruro

La penetración de cloruros en el concreto RCA fue investigado con el desarrollo de la prueba de difusión por separado en ácido soluble según la norma ASTM C 1556-1504 [15]. Este método de ensayo de laboratorio determina el aumento del coeficiente aparente de cloruro en las mezclas de cemento a través de la medición del ácido soluble (total) contenido en cloruros. Para obtener resul-tados más aproximados en este estudio, se emplean dos muestras iguales para la determinación del coeficiente de expansión de concreto RCA. Estas muestras se realizaron mediante la reducción de 75 mm de espesor en los extremos de los discos, de los cilindros de 200 mm de largo descrito ante-riormente. Desde la parte restante de la muestra del cilindro, un disco grueso de 20 mm fue cortado para determinar el contenido inicial de ion cloruro, C0. Fueron recubiertos 75 mm de espesor de los discos con resina epóxica en toda su superficie, a excepción de la superficie acabada constituida por el cilindro incial. Las muestras se colocaron en recipientes de plástico y plenamente inmerso en un 15,1% (en peso) en solución de cloruro de sodio. Todos los recipientes fueron sellados con tapas de plástico para evitar la evaporación. Las muestras de prueba fueron retiradas de la solución de cloruro de sodio después de 60 días. De cada muestra, de aproximadamente 20 g con- polvo de concreto se extrajo a ocho diferentes profundidades de la cara expuesta, es decir, aproximadamente en 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15 y 18 mm, por desgaste de la superficie a la profundidad especificada. El pol-vo seleccionado se utilizó para determinar el contenido de cloruro de ácido soluble (cloruro total) según lo especificado por la norma ASTM C 1152-90 [15]. La concentración de cloruros totales en el fondo especificado fue determina por la medición potenciométrica del cloruro con nitrato de pla-ta como se describe en la norma ASTM C-114-03 [15].

En cumplimiento con la norma ASTM C 1152 a 1190 [15], el valor de la concentración de la superficie de cloruro, C, y el aumento del coeficiente de cloruro, Da, se calculó mediante la varia-ción en la ecuación. (3) que mide el contenido total de ion cloruro a diferentes profundidades por medio de un análisis de regresión no lineal:

(3)

donde Ct (% de la masa de concreto) es la concentración total de iones cloro con relación al

tiempo t (s) y la profundidad x (m), Cs (% de la masa de concreto) es la concentración de cloruros en la superficie expuesta, C0 (% en masa de concreto) es la concentración de cloruros inicial, erf es el coeficiente de error y Da es el coeficiente de incremento aparente (m2/ s). La concentración ini-cial de ácido de cloruro soluble, C0, se midió utilizando 20 mm de espesor de discos descrito ante-riormente.


La Tabla 4 presenta los valores de ácido soluble inicial en cloruro, la superficie de concentra-

ción de cloruro, y el aumento relativo del coeficiente de todas las muestras de prueba. Cabe señalar

que todos los valores de concentración se presentan como porcentaje de la masa de concreto. En

general, el cuadro 4, se puede observar que la concentración de ácido de cloruro soluble inicial para

las muestras RCA-MO y RCA-VA, variaron entre 0,006% a 0,023%. Para las muestras de RCA-

MO, el ácido soluble en la concentración de cloruro inicial varió de 0,018% (CM-C, EM-B) a

0,023% (CM-B), mientras que para las muestras RCA-VA varió de 0,006% (EV-C) a 0,011% (EV-

B, la CV-B).

TABLA 4

Resultados de la prueba para la determinación de cloruro soluble en el contenido.

Mezcla ID Co (%) Cs(%) Da X 10-12 (m2/s)

CM-C 0,018 1,238 4,45

CM-F 0,019 1,49 3,83

CM-B 0,023 1,553 2,15

EM-C 0,022 1,209 4,87

EM-F 0,019 1,576 2,21

EM-B 0,018 1,71 1,8

CL-C 0,008 0,996 5,58

CV-C 0,008 1,12 3,84

CV-F 0,006 1,432 2,62

CV-B 0,011 1,374 1,95

EV-C 0,006 1,703 4,26

EV-F 0,008 1,646 2,56

EV-B 0,011 1,344 1,85

CG-C 0,007 1,183 5

Está claro que la concentración de los valores iníciales de cloruro de ácido soluble de las

muestras RCA-MO son 2-3 veces mayores que los de las muestras RCA-VA. Aunque no se sabe el

origen exacto del material extraído del concreto RCA, los mayores valores para las muestras RCA-

MO se puede atribuir al mayor grado de contaminación salina del mortero residual del RCA-MO.

Las sales de deshielo son ampliamente utilizados en el área de Montreal durante los meses de in-

vierno, mientras que en el área de Vancouver las sales de deshielo son raramente utilizadas. Tam-

bién es importante observar que la concentración inicial de ácido soluble del cloruro para las mues-

tras CL-C y CG-C (i.e. sin adición de RCA) son 0,008% y 0,007%, respectivamente. Estas

pequeñas cantidades están dentro del rango de los valores esperados, que se observa en el concreto

convencional no contaminado[18].

El límite de la concentración de cloruro de ácido soluble de la mezcla de ingredientes especifi-

cada por el ACI 222R-96 [17] es de 0,2% del peso del cemento. La máxima concentración ácido

soluble en el cloruro medido para las muestras hechas con concreto proporcionado por el método

EMV es de 0,022% (RE-C). El porcentaje de cemento por masa de hormigón para todos los ejem-

plares con RCA-MO y RCA-VA fue de alrededor de 15 -16%. Por lo tanto, la máxima concentra-

ción de ácido soluble inicial en cloruro por la masa de cemento, puede ser calcular como (0,022


100) / 15 = 0.15%, lo que es inferior al 0,2% especificado por la ACI 222R-96. Sin embargo, es

importante mencionar que el cemento adicional presente en el mortero residual no se incluye en la

cantidad total de cemento en el concreto RCA. Esto significa que máximo el 0,15% de ácido inicial

soluble en cloruro por masa de cemento es conservado. Por lo tanto, se recomienda que para el

concreto RCA el límite de contenido de cloruros se especifique en términos de la masa de concreto,

en lugar de la masa de cemento.

El coeficiente de incremento aparente del cloruro en todas las muestras osciló entre 1.8

X 10-12

m2 / s (EM-B) a 5.58 X 10-12

m2 / s (CL-C). En general, el aparente incremento de

cloruro en todas las muestras de concreto RCA se encuentra en el mismo orden de magni-

tud (10 12 m2 / s) igual al del concreto convencional [18]. Fig. 3 ilustra el aparente incre-

mento del coeficiente del cloruro en las muestras de concreto realizadas con RCA- MO y

RCA-VA. Se puede observar en la figura. 3, que la coeficiente de incremento aparente del

cloruro para las muestras de concreto armado RCA (con ningún material complementario

de cemento) diseñado por el método EMV más alto (en torno al 8% para RCA-MO y alre-

dedor de un 10% para RCA-VA) que la mezcla proporcionada por el método convencional.

Sin embargo, también es evidente en la figura. 3, que el coeficiente de incremento aparente

de las muestras de concreto convencional (con ninguna sustitución RCA) son superiores a

las especificaciones de diseño del concreto RCA por el método EMV. También hay una

tendencia general donde el coeficiente de incremento aparente para las muestras producidas

con RCA-MO es más alto que 10 - 30% a los de las muestras producidas con RCA-VA. Es-

to también puede atribuirse a un nivel superior de la contaminación salina del mortero resi-

dual incluida en RCA-MO.

Fig. 3 también ilustra el efecto de los materiales cementantes complementarios sobre el

coeficiente de incremento aparente en las muestras de concreto producidos con RCA-MO y

RCA-VA. Se puede observar en la figura. 3, que los coeficientes de incremento aparente

del diseño de muestra EM-C por el método EMV (sin materiales cementantes complemen-

tarios) son casi 2,5 veces más grandes que los de la muestras EM-F. Del mismo modo, se

puede observar en la figura. 3b que los coeficientes de incremento aparente de las muestras

EV-C diseñado por el método EMV estándar (sin materiales cementantes complementarios)

son aproximadamente 1,5 veces tan grandes como los de EV-C. Se puede afirmar que la

penetración de cloruros en el concreto RCA mejora significativamente por el uso de ceniza

volante como sustituto parcial del cemento. Una observación similar se puede hacer refe-

rente a la adición de bfs. Actualmente, el uso de bfs reduce el coeficiente de incremento

aparente de todas las mezclas diseñadas por el método EMV, y rangos de reducción 1,2 a 2

veces más que la reducción lograda por la adición de ceniza volante. Estas observaciones

están en consonancia con las conclusiones sobre el concreto convencional producido con

agregados naturales [19].


(a) muestras RCA-MO

(b) muestras RCA-VA

Fig. 3. Coeficiente de difusión aparente del cloruro en las muestras RCA-MO y RCA-VA


3.4.3. Carbonatación

La prueba de carbonatación se llevó a cabo utilizando una configuración basada en reco-

mendaciones RI- LEM [20]. Con este fin, después del periodo de curado de 28 días, las

pruebas de prismas 100 x 100 x 406 mm, que comprende tres muestras repetidas por la

mezcla de concreto, se colocaron en una cámara de carbonatación, como se muestra en la

figura. 4 a. La atmósfera de la cámara se hizo de una mezcla de dióxido de carbono del 3%

y 97% de aire en volumen y su niveles de temperatura y la humedad se mantuvo a 60 ± 5%

y 23 ± 1,7 ºC, respectivamente.

La Fig. 4b muestra las variaciones de la humedad relativa y temperatura durante los 140 días de

prueba. Con el fin de obtener muestras para medición periódica de la profundidad de carbonata-

ción, la exposición de CO2 fue interrumpido en siete ocasiones, a los 7, 21, 35, 56, 84, 112 y 140

días después de la exposición inicial. Los picos y valles notados en la última figura son debe a las

interrupciones descritas. Después de la recuperación de cada muestra de la cámara, se cortaron re-

banadas gruesas de 50 mm de sus extremos, y la pieza restante fue devuelta a la cámara para ser

expuesta a la carbonatación. La superficie recién cortada de cada sector fue limpiado y rociado con

1 g de fenolftaleína indicador en solución de etanol al 70%, lo que dio lugar a la no carbonatación

de la superficie de concreto tornándose con una coloración rojo- rosado contrario al concreto car-

bonatado que conserva su color original. La profundidad de carbonatación se midió de igual forma

en los cuatro lados de cada parte de inmediato y de igual forma el coeficiente de carbonatación,

DC, fue calculado mediante por la inserción de la profundidad de carbonatación correspondiente a

los tiempos dados por la siguiente ecuación [18]:

(4)

donde d es la profundidad frontal de carbonatación (mm), t’ es el tiempo (días) y DC es el

coeficiente de carbonatación (mm/day0.5

).

(a) Cámara de carbonatación


(b) Humedad relativa y nivel de temperatura en la cámara de carbonatación

Fig. 4. Cámara y proceso de la prueba de carbonatación

La profundidad de la carbonatación obtenida de este ensayo acelerado es probablemente mayor

que los contemplados en las condiciones normales de exposición (i.e., una menor concentración de

CO2) para las muestras de concreto con condiciones similares iníciales y de las propiedades del

material. Por lo tanto, es importante conocer la profundidad generada en condiciones similares en

el concreto convencional, de modo que los resultados actuales para las muestras de concreto RCA

pudiesen ser analizados adecuadamente. Bouzoubaa [21] informó que para el concreto armado

convencional sin materiales cementantes suplementarios, la profundidad de carbonatación se espera

que esté en el rango de 0-7 mm después de 140 días de exposición, donde las mayores profundida-

des pertenecientes al concreto con alta relación agua – cemento. Se espera que el rango para el con-

creto reforzado convencional con cenizas volantes esté alrededor de 10-15 mm en 140 días, mien-

tras que para el concreto con contenidos de bfs esté entre los dos rangos anteriormente

mencionados.

Fig. 5. Variación de la profundidad de carbonatación con el tiempo de exposición.


La Fig. 5 ilustra la variación de la profundidad de carbonatación de las muestras con el tiempo

de exposición de las muestras con y sin materiales cementantes complementarios. Como se espera-

ba, se puede observar de esta cifra, que las muestras sin materiales cementantes complementarios

presentan la menor profundidad de carbonatación, seguidas por las muestras con bfs. Las mezclas

con ceniza volante presentaron una mayor profundidad de carbonatación a lo largo de 140 días de

exposición. Este comportamiento se puede atribuir a la acción puzolánica de los materiales cemen-

tantes complementarios, que consumen Ca (OH)2 y en consecuencia reducen la alcalinidad del con-

creto [22].

La Fig. 6 muestra el coeficiente de carbonatación de las muestras. Al igual que las observacio-

nes formuladas en la figura. 5, el coeficiente de carbonatación de las muestras con ceniza volante

fueron las más grandes (de 0,97 mm / día0.5

para la CV-F a 1,13 mm/día0.5

para CM-F), y fueron casi

el doble de los valores de las muestras sin materiales cementantes complementarios (que van de

0,51 mm/día0.5

para CL-C a 0.63 mm /día0.5

de EM-C). Los coeficientes para las muestras que con-

tienen bfs variaron de 0,65 mm/día0.5

para EV-B a 0,73 mm/día0.5

de EM-B, los cuales se encuen-

tran entre los valores de los otros dos tipos de mezclas.

Fig. 6. Coeficiente de carbonatación en las muestras de prueba

Como se puede apreciar en la figura. 6, el coeficiente de carbonatación 0,52 mm / día0.5

para las

muestas CM-C, que estaban hechas de una mezcla de concreto por el método convecional de diseño

de mezclas, fue alrededor del 17%, inferior al coeficiente de carbonatación de 0,63 mm/ día0.5

para

las muestras EM-C que fueron hechas de una mezcla de concreto diseñada por el método EMV. Es-

to puede ser atribuido al bajo contenido de cemento en esta última mezcla. Por lo tanto, las mues-

tras de RCA-MO sin cemento y materiales complementarios diseñado por el método de diseño de

mezclas convencionales tuvieron una mayor alcalinidad en comparación con las muestras corres-

pondientes diseñadas por el método EMV. Esta diferencia entre el coeficiente de carbonatación de

las muestras ensayadas causados por el método de diseño de la mezcla de concreto puede también

ser observada en las mezclas con contenidos bfs (10% diferencia). Sin embargo, para muestras que

contienen ceniza volante, el coeficiente de carbonatación para las mezclas diseñadas por el método

EMV es más bajo que las del diseño de mezclas por el método convencional. Por otro lado, como


se ilustra en la figura. 6, el coeficiente de carbonatación para las muestras RCA-VA que fueron di-

señadas por el método EMV presentaron casi el mismo coeficiente de carbonatación de las mues-

tras diseñadas por el método de mezcla convencional para todas las mezclas, con o sin materiales

cementantes complementarios.

Dado que el volumen total de mortero en la mezcla de concreto RCA diseñado por el método

EMV y el de la mezcla complementaria mezclada sin RCA son los mismos, los coeficientes de car-

bonatación de los grupos de muestra de estas mezclas pueden ser comparados. En la figura. 6, se

puede observar que el coeficiente de carbonatación de las muestras EM-C es de 0,63 mm/ día0.5

mientras que las de los modelos CL-C son 0.51 mm/ día0.5

. Dado que en estas dos mezclas había el

mismo volumen de mortero total, la diferencia anterior puede atribuirse a la menor contenido de

cemento en la mezcla EM-C, en comparación con la mezcla CL-C, que fue de 335 kg / m3 y 430 kg

/ m3 , respectivamente. Por lo tanto, la reserva alcalinidad en la mezcla EM-C es menor que la de la

mezcla CL-C. Contrariamente, como se indica en la figura. 6, el coeficiente de carbonatación para

las muestras EV-C es de 0,51 mm/ día0.5

y que para las muestras CG-C es de 0,54 mm/ día0.5

, a pe-

sar de que el contenido de cemento de la muestra EV-C es más bajos que el de muestras CG-C.

Aunque la reserva alcalina del cemento es inferior en las muestras diseñadas con el método EMV,

la presencia de ceniza volante en RCA-VA, como se señala en el estudio de caracterización de ma-

teriales, compensa para ambas mezclas la diferencia resultante muy similar en los coeficientes de

carbonatación.

4. Conclusiones

La conclusión general de esta investigación es que el concreto RCA diseñado por el método

EMV presenta una fuerte resistencia a efectos de congelación y descongelación, a la penetración de

cloro y carbonatación que se requiere para la calidad del concreto reforzado en ambientes severos.

Con base en los resultados de la investigación que se presenta, se concluye lo siguiente:

La aplicación de la mezcla proporcionada por el método EMV dio como resultado un concreto

reforzado RCA con resistencia a la compresión comparable o superior y una mayor rela-

ción de humedad y densidad de endurecimiento en comparación con el concreto RCA dise-

ñado por el método convencional. El manejabilidad del concreto RCA fue comparable al de

los métodos convencionales y EMV.

Utilizando el factor de la durabilidad como un indicador de rendimiento, las mezclas de con-

creto RCA proporcionan por el método del diseño convencional de la mezcla (100% de

contenido de RCA) o por el método estándar EMV (63,5% y 74,3% contenido para concre-

tos RCA elaborados con RCA-MO y RCA-VA, respectivamente) mantiene una fuerte resis-

tencia frente a la acción de congelación y deshielo. Sin embargo, se puede lograr conteni-

dos menores de mortero total en concretos RCA utilizando el método estándar EMV, esta

método produce un concreto con una resistencia más fuerte contra la acción de congelación

y descongelación en comparación con el concreto RCA elaborado por el método conven-

cional de diseño de la mezcla.


Se determina que la medida de ácido soluble en la concentración de cloruro inicial del concre-

to RCA diseñado por el método EMV es inferior a los límites fijados por las normas vigen-

tes. Sin embargo, dado que la estimación del contenido total de cemento en el concreto

RCA en la mezcla es difícil de determinar debido al hecho de que no se puede saber el

contenido de cemento en el mortero residual, se recomienda para el concreto RCA que to-

dos los límites de contenido de cloruro sean expresados en términos de la masa del concre-

to, en lugar de la masa de cemento.

El coeficiente de incremento aparente del cloruro para todas las muestras de los concretos

RCA diseñadas por el método EMV resultaron ser de igual magnitud que la de las muestras

de concreto reforzado convencional (es decir, 10 12 m2 / s). De hecho, el coeficiente de in-

cremento aparente del cloruro para las muestras de concreto RCA sin materiales cementan-

tes complementarios y diseñados por el método EMV fueron inferiores que las de las mues-

tras realizadas de una mezcla diseñada por el método convencional.

La resistencia a la penetración de cloruro de las muestras de concreto RCA hechos por mez-

clas diseñadas por el método EMV fueron mejores por la adición de materiales cementan-

tes complementarios (cenizas volantes o bfs) como reemplazo parcial del cemento Portland

convencional. La adición de bfs redujo el coeficiente de incremento aparente del concreto

RCA con el diseño de la mezcla por el método EMV de 120 a 200% en comparación con la

reducción lograda por la adición de la ceniza volante. La aplicación del método EMV en

conjunto con la adición de materiales cementantes complementarios elevan la resistencia

del concreto a la penetración de cloruros.

La profundidad de carbonatación del concreto RCA con y sin materiales cementantes com-

plementarios disminuyen los rangos del concreto reforzado convencional. Las especifica-

ciones del concreto RCA sin materiales cementantes complementarios mostraron los nivel

más bajo de carbonatación, seguido de las muestras con contenidos de bfs y ceniza volan-

te, respectivamente.

Las muestras hechas con concreto proporcionado por el método EMV mostraron que el factor

principal que afecta a la carbonatación del concreto RCA son los residuos alcalinos presen-

tes en la muestra. Las muestras con alto contenido de cemento han demostrado tener alta

resistencia a la carbonatación. Sin embargo, para las muestras con ceniza volante, el coefi-

ciente de carbonatación de mezcla diseñada por el método EMV fueron inferiores o iguales

a las de las mezclas diseñadas por el método convencional.

`


Agradecimientos

Los autores desean expresar su agradecimiento a Public Works y a la Goverment Services Cana-

da y a la CANMET-MTL por su colaboración en esta investigación y a RichVan Holdings Ltda de

British Columbia y el Groupe Beauval de Quebec por la prestación del RCA utilizado en este estu-

dio. El apoyo financiero de las Ciencias Naturales e Ingeniería del Consejo de Investigación de Ca-

nadá merecen un extenso agradecimiento.

Referencias

[1] Stueck WBC. Company’s hunt finds its quarry: complicated plan to

ship crushed stone and sand to the gravel-starved state of California. Globe

and Mail 2006.

[2] Abbas A, Fathifazl G, Isgor OB, Razaqpur AG, Fouriner B, Foo S. Environmental

benefits of green concrete. In: Climate change conference; 2006.

[3] Dhir RK, Limbachiya MC, Leelawat T. Suitability of recycled concrete aggregate

for use in BS 5328 designated mixes. Proc Instit Civ Eng Struct Build

1999;134(3):257–74.

[4] Limbachiya MC, Leelawat T, Dhir RK. Use of recycled concrete aggregate

in high-strength concrete. Mater Struct 2000;33(233):574–80.

[5] Mandal S, Chakarborty S, Gupta A. Some studies on durability of re-

cycled aggregate concrete. Indian Concr J 2002;76(6):385–8.

[6] Gomez-Soberon JMV. Shrinkage of Concrete with Replacement of Aggre-

gate with Recycled Concrete Aggregate. ACI Special Publications

2002;209: 475–96.

[7] Gomez Soberon JMV. Creep of Concrete with Substitution of Normal Aggre-

gate by Recycled Concrete Aggregate. ACI Special Publications 2002;209:461–74.

[8] Gomez-Soberon JMV. Porosity of recycled concrete with substitution

of recycled concrete aggregate: an experimental study. Cem Concr

Res 2002;32(8):1301–11.

[9] Ray SP, Venkateswarlu B. Recycled aggregate concrete. J Struct

Eng 1991;18(2):67–75.

[10] Fathifazl G. Structural performance of steel reinforced recycled con-

crete members. PhD dissertation, Carleton University, Ottawa, Canada; 2008.

[11] Abbas A, Fathifazl G, Isgor OB, Razaqpur AG, Fournier B, Foo S. Pro-

posed method for determining the residual mortar content of recycled

concrete aggregates. J ASTM Int 2007;5(1).

[12] Abbas A, Fathifazl G, Fournier B, Isgor OB, Zavadil R, Razaqpur AG, Foo

S. Quantification of the residual mortar content in recycled concrete aggregates

by image analysis. Mat charac J, in press.


[13] Canadian Standard A s s o c i a t i o n (CSA). Concrete materials and me-

thods of concrete construction. CSA standards A23.2, Toronto; 2004.

[14] Bouzoubaa N, Fournier B. Current situation with the production and use

of supplementary cementing materials (SCMs) in concrete construction

in Canada. Can J Civ Eng 2004;32(1):129–43.

[15] ASTM. Concrete and concrete aggregates. Annual book of American society

for testing and materials, vol. 4.02. Philadelphia: ASTM; 2003.

[16] Abbas, A. Durability of green concrete as a structural material. PhD the-

sis, Department of Civil and Environmental Engineering, Carleton Univer-

sity, Ottawa, Canada; 2007.

[17] ACI Committee 222. Corrosion of metal in concrete. Report ACI 222R-

96. Farmington Hills (Michigan), American Concrete Institute; 1996.

[18] Neville AM. Properties of concrete. 2nd ed. Essex (UK): Longman Group

Ltd.; 1995.

[19] Thomas MDA, Bamforth PB. Modelling chloride diffusion in concrete: effect

of fly ash and slag. Cem Concr Res 1999;29:487–95.

[20] RILEM recommendation CPC 18. Measurement of hardened con-

crete carbonation depth. Mater Struct 1988;21(126):435.

[21] Bouzoubaa N. Private communication, Natural Resources. CANMET, O

tawa, Canada; 2007.

[22] Thomas MDA, Matthews JD. Carbonation of fly ash concrete. Mag Concr

Res 1992;44(158):217–28.

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Durabilidad de Los Agregados Del Concreto Reciclado