Evaluación de la sostenibilidad ambiental de hormigones con áridos reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición
Authors:   , Varela Alberte Elaine 
Published: October 2023

The concrete is one of the most important construction materials. Its sustainability is determined by its durability, its low maintenance and its ability to be reused, recycled or recovered. Hence, the use of recycled aggregates produced from CDW (Construction and Demolition Wastes) can further contribute to the sustainability of the concretes, generating many environmental benefits and allowing the ideal closure of the life cycle of this material. However, the following aspects govern the sustainability of recycled aggregates used in concrete production: the recycled aggregate should be available at short distances, and the recycled concrete produced should not impact the environment and must be as durable as its equivalent conventional option.

In Spain, the number of producers of recycled aggregate is high enough to make viable the use of this material. However, the supply of recycled aggregates suitable, according to national legislation, for production of concretes is quite low. The use of mixed recycled aggregates for production of concrete should be better valued since it is a very important step into the consolidations of this recycling sector in the country.

Therefore, this study aims to analyze the sustainability of concretes made with recycled aggregates produced in Spain that do not meet the requirements of the current national legislation for concrete production. These investigations were conducted through the evaluation of the durability and the environmental impact, done by the leaching analysis.

The evaluation of durability and environmental impact were done by an extensive experimental campaign with concretes produced using different proportions of coarse recycled aggregates (20%, 50% and 100%). Two types of recycled aggregates have been chosen: one mainly comprised of mortar, concrete and unbound aggregates elements, but with a significant amount of asphalt elements (aggregate AH), and another comprised of a large amount of ceramic elements (aggregate AC). Also, concretes made with 100% of conventional aggregate were produced as reference.

The properties examined were: porosity, absorption, compressive strength, elastic modulus, drying shrinkage, mercury intrusion porosimetry, capillary absorption, carbonation, chloride penetration, and leaching of both the granular and the monolithic materials.

The estimation and evaluation of the sustainability of the recycled concretes produced in this work has been done through indexes and indicators of the forecast lifespan and of the environmental impact created from mathematical models available in the literature and/or experimental results from this study.

Finally, a new approach to the sustainable use of recycled concretes is advocated. The results obtained have been analyzed and compared, in order to validate the method developed and to define technical and environmental quality levels for recycled aggregates used in concretes in accordance with the needs, limitations and strengths of each situation.

El hormigón es considerado uno de los materiales más importantes de la construcción civil. Su valor como material sostenible se determina por su durabilidad, necesidad de poco mantenimiento y capacidad de reutilizarse, reciclarse o recuperarse. En este sentido, el uso de árido reciclados
provenientes de RCD puede contribuir aún más para la sostenibilidad de un hormigón, pues produce diversos beneficios ambientales y permite el cierre ideal de su ciclo productivo.
La sostenibilidad de uso de áridos reciclados en la producción de hormigones, sin embargo, se establece por los siguientes aspectos: el árido reciclado debe estar disponible a cortas distancias, y el hormigón reciclado producido no puede generar impacto al medio y debe ser tan durable como su
opción convencional equivalente.
En España, la disponibilidad de productores de árido reciclado es lo suficientemente alta para viabilizar el uso de este material. En cambio, la oferta de áridos reciclados que se adecuen a las condiciones impuestas por la normativa española actual para la producción de hormigones es bastante reducida. El uso de áridos reciclados mixtos en la producción de hormigones debe ser valorado pues es un paso muy importante para consolidar este tipo de reciclaje en el país. A tal efecto, este estudio propone el análisis de la sostenibilidad de hormigones producidos con áridos reciclados españoles que no cumplen los requisitos impuestos por la normativa española actual para la producción de hormigones, a partir del análisis de su durabilidad e impacto ambiental.
Se ha realizado una amplia campaña experimental donde se ha evaluado la durabilidad y el impacto ambiental por lixiviación de hormigones producidos con distintas proporciones de áridos reciclados gruesos (20%, 50% y 100%). Dos tipos de áridos reciclados han sido escogidos: uno compuesto
mayoritariamente por elementos de mortero, hormigón y áridos no ligados, pero con una cantidad importante de elementos asfalticos (árido AH), y uno compuesto con una importante cantidad de elementos cerámicos (árido AC). Como referencia, se ha producido un hormigón hecho con 100% de árido convencional. Las propiedades analizadas han sido: porosidad, absorción, resistencia a compresión, módulo de elasticidad, retracción por secado, porosimetría de intrusión de mercurio, absorción capilar, carbonatación, penetración de cloruros, y lixiviación del material granular y del material monolítico.
La evaluación y medida de la sostenibilidad de los hormigones reciclados producidos en este trabajo se ha realizado a través de índices y indicadores de previsión de vida útil y de impacto ambiental por lixiviación creados a partir de modelos matemáticos disponibles en la bibliografía y/o resultados obtenidos en la etapa experimental.
Finalmente, se defiende un nuevo enfoque para el uso sostenible de hormigones reciclados. Se ha realizado el análisis y la comparación de los resultados obtenidos entre si, con el objetivo de validar el método desarrollado y de definir niveles de calidad técnicos y ambientales de uso de áridos
reciclados en hormigón de acuerdo con las necesidades, deficiencias y calidades de cada situación.