Evaluación y análisis de sus propiedades de su durabilidad y de la aplicación de los morteros reciclados que utilizan materiales secundarios

Tesi per compendi de publicacions.Versió amb una secció retallada, per drets de l'editorIn recent years the increase in waste generated by various sectors has caused problems of waste management that mostly have as final destination the landfills; however, this option it is unacceptable for the economic and environmental problems that these entail. On the other hand, the construction sector plays an important role in the economic development of a country; nevertheless, it generates a great environmental impact due to the extraction of virgin materials. Since the natural resources in the construction are limited, is appropriate and necessary the search for alternatives that comply with comparable functions to the usual aggregates, and also reduce the consumption of non-renewable resources. Therefore, recycled materials proceeding from residues of construction and demolition or other solid residues, can be harnessed by using them (through a suitable process) as recycled aggregates in concrete and mortars. Since the current regulations do not allow the use of aggregates in their fine fraction in concrete, and their use in mortars has not yet been regulated; This study addresses the study of mortars that incorporate recycled fine aggregates from concrete, glass and ceramic materials to replace different percentages of the usual aggregate (10, 15, 20, 30, 50, 60 and 100%). The research focuses on the particular scientific study of the aspects and characteristics of each recycled mortar and of the own waste that is used; which, prior to the manufacture of mortars was them required his characterization (as also of the aggregate usual one) for its comparison and comparable adequacy for its use in mortars. Manufacture of mortars; tests were carried out corresponding to its fresh state (consistency, density and air content) and hardened (density, absorption, compression, flexure and modulus of elasticity), as well as durability (basic, total and drying shrinkage) at different ages of study. As regards the properties in fresh condition, the research presented as additional variable the effect of the cement:sand ratio (1:3.25, 1:4 and 1:4.75). Since this thesis satisfies the publication compendium modality, three articles are presented, of which two refer to the properties of the mortars, and one to recycled concrete. The first article undertakes the study of the properties in fresh state of mortars with different percentages of ceramic aggregate and for the different cement:sand ratio; with the experimental results obtained, an interaction diagram was obtained which easily relates the properties of the same with reference to the percentage of substitution. The second article presents the results obtained in the study of the properties in hardened state (with emphasis on the modulus of elasticity) of the mortars, in which by means of specific analysis of the stress-strain curve characteristic of the same, obtained the properties of tenacity and resilience; As well as the numerical extrapolation of its equations that allow its prediction. The third publication presents the study of concrete manufactured with coarse recycled aggregate from wastes of concrete as a substitute for the usual aggregate; in these, different percentages of an additive with origin in PET were also used. This additive was obtained through a chemical process and incorporated as improvement of microstructure of concrete, which translates into a decrease of high porosity caused by the use of the recycled aggregates. As an annex to this thesis, other articles complementing the study carried out with the research theme are provided, which deal with different mortar properties with recycled aggregates of glass and concrete.En los últimos años el aumento de residuos generados por diversos sectores ha ocasionado problemas de gestión de residuos que en su mayoría tienen como destino final los vertederos; sin embargo, esta opción es inaceptable por los problemas económicos y medioambientales que estos conllevan. Por otra parte, el sector de la construcción desempeña un importante rol en el desarrollo económico de un país; no obstante que éste genera un gran impacto ambiental debido a la extracción de materiales vírgenes. Debido a que los recursos naturales necesarios en la construcción son limitados, es adecuado y necesario la búsqueda de alternativas que cumplan con funciones equiparables a los áridos usuales, y así mismo reduzcan el consumo de los recursos no renovables. Por tanto, materiales reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición u otros residuos sólidos, pueden ser aprovechados utilizándoseles (mediante un proceso adecuado) como árido reciclado en hormigones y morteros. Puesto que la normativa actual no permite el uso de áridos en su fracción fina en hormigones, y su uso en morteros aún no se ha normado; en esta investigación se aborda el estudio de morteros que incorporan áridos finos reciclados procedentes de hormigón, vidrio y materiales cerámicos en sustitución de diferentes porcentajes del árido usual (10, 15, 20, 30, 50, 60 y 100%). La investigación se centra en el estudio científico particular de los aspectos y características de cada mortero reciclado y del propio residuo que es utilizado; los cuales, antes de la fabricación de los morteros se les requirió de su caracterización (como también del árido usual) para su comparación y adecuación equiparable para su usarse en morteros. Fabricar los morteros, se efectuaron ensayos característicos de su estado en fresco (consistencia, densidad y contenido del aire) y endurecido (densidad, absorción, compresión, flexión y módulo de elasticidad), así¿ como de durabilidad (retracción básica, total y por secado) a diferentes edades de estudio. En cuanto a las propiedades en estado fresco, la investigación presentó como variable adicional el efecto de la relación cemento:arena (1:3.25, 1:4 y 1:4.75). Puesto que esta tesis satisface con la modalidad de compendio de publicaciones se presentan tres artículos, de los cuales dos hacen referencia a las propiedades de los morteros, y uno a hormigones reciclados. El primer artículo acomete el estudio de las propiedades en estado fresco de morteros con diferentes porcentajes de árido cerámico y para las diferentes relación cemento:arena; con los resultados experimentales obtenidos se obtuvo un diagrama de interacción que relaciona de una forma fácil, las propiedades de los mismos con referente al porcentaje de sustitución. El segundo artículo presenta los resultados obtenidos en el estudio de las propiedades en estado endurecido (con énfasis en el módulo de elasticidad) de los morteros, en el que por medio de análisis especifico de la curva tensión-deformación característica de los mismos se obtienen las propiedades de su tenacidad y su resiliencia; así¿ como la extrapolación numérica de sus ecuaciones que permiten su predicción. La tercera publicación presenta el estudio de hormigones fabricados con árido grueso reciclado proveniente de residuos de hormigón como sustituto del árido usual; en estos, se utilizaron además diferentes porcentajes de un aditivo con origen en PET. Dicho aditivo fue obtenido por medio de un proceso químico e incorporado como mejora de la microestructura de los hormigones, la cual se traduce en una disminución de la alta porosidad ocasionada del uso de los áridos reciclados. Como anexo de esta tesis, se proporcionan otros artículos que complementan parte del estudio realizado con el tema de investigación, los cuales versan de diversas propiedades de morteros con áridos reciclados de vidrio y de hormigón.Postprint (published version