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Pavimentos sostenibles con Renolith y áridos de hormigón reciclado.

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Árido de hormigón reciclado (RCA)

El árido de hormigón reciclado (RCA, por sus siglas en inglés) es un material que se obtiene de la demolición de estructuras de hormigón como edificios, puentes y carreteras. El hormigón de estas estructuras se tritura en pequeños fragmentos, que luego se utilizan como árido en nuevas mezclas de hormigón. El reciclaje de hormigón reduce la cantidad de residuos que se envían a los vertederos y permite ahorrar energía al disminuir la necesidad de extraer y transportar nuevos áridos. Diversos investigadores e industrias han demostrado la aplicación del RCA estabilizado en actividades de construcción, como bases y subbases de pavimentos, terraplenes de carreteras, relleno de muros de contención y estructuras de soporte para tuberías.
Una de las formas más prácticas de reducir la demanda de áridos naturales en la industria de la construcción y de eliminar los residuos de construcción y demolición (RCD) en vertederos es utilizar áridos de hormigón reciclado (AHR) para aplicaciones de base y subbase de pavimentos.  M. Saberian, J. Li, Efecto de los ciclos de congelación-descongelación en los módulos resilientes y la resistencia a la compresión simple del agregado de hormigón reciclado cauchutado como base/subbase de pavimento, Transp. Geotech. 27 (2021). https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2020.100477

RCA en cemento de suelo

El material in situ estabilizado con aglutinantes cementicios (conocido coloquialmente como suelo-cemento) es un material compuesto que combina tierra, cemento y agua para crear un material resistente y duradero, apto para diversas aplicaciones, como la construcción de carreteras, el control de la erosión y los cimientos de edificios. El árido reciclado de hormigón (RCA) puede utilizarse como sustituto parcial de los áridos tradicionales en las mezclas de suelo-cemento.

Aquí te mostramos algunas formas en que se puede utilizar el RCA en el cemento de suelo:

  1. Sustitución parcial de los áridos tradicionalesEl árido reciclado de hormigón (RCA) puede utilizarse para sustituir una parte de los áridos tradicionales empleados en las mezclas de suelo y cemento. Esto permite reducir la cantidad de árido virgen necesario y disminuir el impacto ambiental del proyecto.
  2. Mejora de la estabilización del sueloSe ha comprobado que el árido reciclado de hormigón (RCA) mejora las propiedades de estabilización del suelo en las mezclas de suelo y cemento. La textura rugosa y la forma irregular de las partículas de RCA pueden crear enlaces entrelazados con las partículas del suelo, lo que mejora la resistencia y la estabilidad general de la mezcla de suelo y cemento.
  3. Reducción de la contracciónEl uso de áridos reciclados de hormigón (RCA) en el cemento de suelo también puede reducir la retracción del material durante el proceso de secado. Esto se debe a que las partículas de RCA son más porosas que los áridos tradicionales y pueden absorber la humedad del suelo circundante, reduciendo así la retracción general del material.
  4. Reducción de costosEl uso de áridos reciclados de hormigón (RCA) en suelos cementados puede resultar rentable en comparación con el uso de áridos tradicionales. Los RCA suelen ser menos costosos que los áridos vírgenes y se pueden obtener de fuentes locales, lo que reduce los costos de transporte.

Limitaciones de RCA

Si bien el uso de RCA en nuevas mezclas de concreto o en aplicaciones de estabilización de suelos puede ofrecer beneficios ambientales y económicos, también existen algunas limitaciones que se deben considerar. A continuación, se mencionan algunas:

  1. Calidad y consistenciaLa calidad y la consistencia del árido reciclado de hormigón (RCA) pueden variar según su origen y su procesamiento. Esto significa que no siempre cumple con los mismos estándares de rendimiento que los áridos de hormigón nuevos, y puede ser necesario realizar pruebas adicionales para garantizar su idoneidad para el uso previsto.
  2. ContaminaciónEl hormigón reciclado puede contener contaminantes como metal, madera u otros materiales que formaban parte de la estructura original. Estos contaminantes pueden afectar la resistencia y durabilidad del nuevo hormigón, por lo que es importante examinar y procesar cuidadosamente el hormigón reciclado para eliminar cualquier material no deseado.
  3. AbsorciónLos áridos reciclados de hormigón (RCA) tienden a tener tasas de absorción más altas que los áridos nuevos, lo que puede afectar el diseño de la mezcla y el rendimiento general del hormigón. Puede ser necesario ajustar el diseño de la mezcla o utilizar aditivos adicionales para compensar este efecto.
  4. CostoSi bien el uso de RCA puede ser rentable en algunos casos, el costo puede ser mayor en otros debido a los gastos de procesamiento y transporte.

En general, el uso de áridos de hormigón reciclado en nuevas mezclas de hormigón o en aplicaciones de estabilización de suelos requiere una cuidadosa consideración de los requisitos específicos del proyecto y de la calidad del árido utilizado. Un procesamiento, ensayo y diseño de mezcla adecuados pueden ayudar a superar muchas de las limitaciones asociadas al uso de áridos de hormigón reciclado.

Zona de transición interfacial (ZTI)

La zona de transición interfacial (ZTI) en el hormigón se refiere a la región donde la pasta de cemento y las partículas de agregado entran en contacto. La ZTI es el área entre la superficie del agregado y la pasta de cemento circundante.

La zona de transición interfacial (ZTI) presenta una microestructura diferente a la de la pasta de cemento en masa, ya que se forma por la interacción entre la pasta de cemento y la superficie del agregado. Esta región tiene mayor porosidad y menor resistencia que la pasta de cemento en masa, lo que puede afectar la resistencia y durabilidad generales del material cementado.

La zona de transición interfacial (ZTI) es también una zona crítica para la formación de microfisuras en el hormigón y los suelos estabilizados. Las diferencias en las propiedades entre la ZTI y la pasta de cemento pueden generar concentraciones de tensión, lo que puede provocar la formación y propagación de microfisuras a través del material. Esto, en última instancia, puede reducir la resistencia y la durabilidad.

Para minimizar los efectos negativos de la zona de transición interfacial (ZTI), se pueden adoptar diversas medidas, como optimizar la distribución del tamaño de partícula de los agregados, utilizar aditivos puzolánicos para mejorar las propiedades de la pasta de cemento y asegurar una mezcla y curado adecuados. Mediante una gestión cuidadosa de la ZTI, es posible producir hormigones y compuestos con mayor resistencia, durabilidad y resistencia al agrietamiento.

Resistencia de la zona de transición interfacial: áridos reciclados de hormigón frente a áridos de cantera

La resistencia de la zona de transición interfacial (ZTI) en el hormigón puede variar según el tipo de árido utilizado. En general, la resistencia de la ZTI del hormigón fabricado con áridos reciclados de hormigón (RCA) es menor que la del hormigón fabricado con áridos de cantera. Esto se debe a que los RCA suelen ser más porosos y tener una superficie más rugosa que los áridos de cantera, lo que puede provocar una menor adherencia con la pasta de cemento circundante en la ZTI. Además, los RCA pueden contener contaminantes o mortero residual que pueden debilitar aún más la adherencia y reducir la resistencia de la ZTI.

Efectos de la nanosílice en la zona intersticial

Nanosílice (también conocida como dióxido de silicio nanométrico o sílice a nanoescala o nano SiO₂)2) es un material puzolánico que se puede agregar a las mezclas de concreto y suelo-cemento para mejorar las propiedades de la zona de transición interfacial (ZTI). La adición de nanosílice puede tener los siguientes efectos en la ZTI:

  1. Porosidad reducidaLa nanosílice tiene un tamaño de partícula muy pequeño (normalmente inferior a 100 nanómetros), lo que le permite rellenar los poros y huecos de la zona de transición interfacial (ZTI). Esto puede reducir la porosidad de la ZTI y mejorar la adherencia entre la pasta de cemento y el árido.
  2. Mayor fuerzaLa adición de nanosílice también puede mejorar la resistencia de la zona de transición interfacial (ZTI). Esto se debe a la reacción puzolánica que se produce entre la nanosílice y el hidróxido de calcio de la pasta de cemento, la cual genera gel adicional de silicato de calcio hidratado (CSH). Este gel adicional rellena los espacios entre el agregado y la pasta de cemento, lo que da como resultado una ZTI más resistente y duradera.
  3. Mayor durabilidadLa menor porosidad y la mayor resistencia de la zona de transición interfacial (ZTI) también pueden mejorar la durabilidad del hormigón. Una ZTI más compacta y resistente puede evitar la entrada de humedad y otras sustancias nocivas que pueden degradar el hormigón con el tiempo.
  4. Reducción de grietasLa adición de nanosílice también puede ayudar a reducir el agrietamiento del hormigón. La mejor adherencia entre la pasta de cemento y el agregado puede disminuir la formación y propagación de microfisuras en la zona de transición interfacial (ZTI), lo que en última instancia puede resultar en una estructura de hormigón más duradera.

En general, la adición de nanosilica puede ser una forma eficaz de mejorar las propiedades de la zona de transición interfacial (ITZ), lo que da como resultado una estructura más duradera y de alto rendimiento.

Renolith y RCA

Renolith 2.0 es una mezcla de nanopolímeros. Optimizado para aplicaciones de cemento de suelo. Un ingrediente clave de Renolith es Tritonite™, una nanosílice patentada no aglomerante con un diámetro inferior a 10 nm y una superficie específica muy elevada. Es extremadamente eficaz en materiales cementados.

Una aplicación de Renolith 2.0 es mejorar el rendimiento de las mezclas que incorporan RCA. Por ejemplo, los materiales estabilizados con cemento procedentes de suelos de grano fino (limos, arcillas) y orgánicos (por ejemplo, turba) tienen una utilidad limitada en aplicaciones civiles. El aditivo Renolith 2.0 permite que estos suelos problemáticos se utilicen en una gama mucho más amplia de aplicaciones, como las capas base de pavimentos. Sin embargo, a menudo requieren una alta proporción de ligante para alcanzar la resistencia requerida, lo que tiene implicaciones en cuanto a costes y sostenibilidad. La adición de RCA a estos suelos puede mejorar la granulometría del suelo y reducir la demanda de ligante, lo que da como resultado una carretera rentable, sin fisuras, duradera y con bajas emisiones de carbono construida con materiales reciclados 100%. El uso de un El uso de aglutinantes bajos en carbono en lugar de cemento puede reducir la huella de carbono derivada de las emisiones de gases de efecto invernadero. aún más.

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