Analysis of the Modulus of Static Elasticity of Concrete Made with Recycled Materials
Authors: Felipe Contreras-Vásquez Luis , Peñafiel Valla Lourdes Gabriela , Villacrés Tirado Vladimir Jonathan , Navarro Peñaherrera Carlos Patricio 
Published: October 2023

Introducción

En el presente trabajo se analiza el Módulo de elasticidad estático (MEE) de dos tipos de hormigón: el primer tipo corresponde a un concreto tradicional con resistencias a la compresión de 21 MPa y 28 MPa, el segundo tipo corresponde a un concreto elaborado con agregado grueso de hormigón reciclado con las mismas resistencias de diseño que el hormigón tradicional. El material reciclado se obtuvo de escombros de aceras y bordillos de las avenidas de la ciudad y posteriormente se limpió y trituró para realizar los ensayos y determinar sus propiedades mecánicas. Con esta información se aplicó el Método de la densidad óptima y se obtuvieron las dosificaciones para las distintas resistencias de diseño.

Objetivos

Determinar el módulo de elasticidad estático del hormigón en base a la resistencia a la compresión del hormigón fabricado con agregado grueso proveniente de materiales reciclados obtenidos de escombreras.

Método

Primero, se realizó el reconocimiento y selección del hormigón reciclado y posteriormente se trituró el material para obtener agregado grueso que se retiene en el tamiz #3/4”. Para realizar la dosificación de las muestras de hormigón, se desarrollaron los siguientes ensayos, en base a las normas respectivas: Determinación de la densidad real del cemento hidráulico, análisis granulométrico en los áridos fino y grueso, densidad relativa y absorción del árido grueso, densidad relativa y absorción del árido fino, determinación de la masa unitaria para condiciones suelta y coMPacta. Una vez conocidas las propiedades de los componentes del concreto, se empleó el Método de la Densidad óptima, para el cálculo y diseño de la mezcla con una resistencia a compresión de 210 kg/cm² y 280 kg/cm². Se elaboraron 12 cilindros para 21 MPa y 12 cilindros para 28 MPa para concreto tradicional y para concreto con agregado grueso reciclado se elaboró la misma cantidad de probetas con las mismas resistencias. Posteriormente se verificó el asentamiento según la norma INEN 1578. Finalmente, se sometieron a los cilindros al ensayo a compresión triaxial a los 28 días de edad y se realizaron las curvas de edad vs resistencia a la compresión y esfuerzo vs deformación del hormigón.

Principales resultados

Una vez ensayadas las probetas de hormigón reciclado a los 28 días de edad, se obtuvieron las resistencias de diseño. Para probetas de 21 MPa se obtuvo una resistencia promedio igual a 21.87 MPa, y para las probetas de 28 MPa, se obtuvo una resistencia promedio de 28.73 MPa. Con el método ACI-318, el MEE del hormigón tradicional resultó igual a 22138.62 MPa para un concreto de resistencia igual a 21 MPa. Para 28 MPa, el MEE es igual a 24927.37 MPa. Para el hormigón con agregado grueso reciclado de resistencia igual a 21 MPa, el MEE es igual a 21977.08 MPa, mientras que para la resistencia de 28 MPa, el MEE fue de 25192.97 MPa. Con el método experimental ASTM-C469, para el hormigón tradicional de 21 MPa, su MEE es igual a 19737.35 MPa y para 28 MPa, el MEE fue de 21411.31 MPa. Con el mismo método, para hormigones con agregado grueso reciclado de 21 MPa, su MEE fue de 17664.86 MPa y para 28 MPa, su MEE fue de 19506.13 MPa.

Conclusiones

Comparando el Método experimental con el método ACI-318 se obtuvo una diferencia en el MEE de 2401.27 MPa, para hormigones tradicionales para una resistencia de 21 MPa y para 28 MPa, la diferencia fue de 3516.06 MPa. Para el concreto elaborado con material reciclado de 21 MPa, la diferencia fue de 4312.22 MPa y para la resistencia de 28 MPa, esta variación fue de 5686.84 MPa. Mediante el análisis de resultados se determinó que el MEE determinado mediante el Método experimental es menor al determinado por el método ACI-318, debido a que el método ACI-318 no considera las características específicas de los agregados utilizados en la fabricación de las muestras. Al realizar la comparación entre el concreto tradicional y el concreto con agregados reciclados, el MEE difiere en un 10.5% para una resistencia de 21 MPa, mientras que para la resistencia de 28 MPa, la variación del MEE es de 8.9%. Esto se debe a que la rigidez del concreto con material reciclado es menor a la rigidez de un concreto tradicional. Los autores agradecen el apoyo recibido por parte de la Universidad Técnica de Ambato y la Dirección de Investigación y Desarrollo (DIDE) mediante el proyecto de investigación número SFFICM4 “HORMIGONES PREPARADOS A PARTIR DE MATERIALES RECICLADOS, EN LA CIUDAD DE AMBATO, PROVINCIA DE TUNGURAHUA”.