REVISTA INGENIO
Hormigón Preparado Mediante Materiales Reciclados de la Construcción
Prepared Concrete Made by Recycled Construction Materials
Luis Contreras | Universidad Técnica de Ambato (Ecuador)
Gabriela Peñael | Universidad Técnica de Ambato (Ecuador)
Bernarda Abril | Universidad Técnica de Ambato (Ecuador)
Wladimir Ramírez | Universidad Técnica de Ambato (Ecuador)
https://doi.org/10.29166/ingenio.v6i2.4549 pISSN 2588-0829
2023 Universidad Central del Ecuador eISSN 2697-3243
CC BY-NC 4.0 —Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional ng.revista.ingenio@uce.edu.ec
, (), -, . -
En esta investigación se llevó a cabo el análisis de la resistencia a la compresión del hormigón tradicional,
comparado con la resistencia de hormigones preparados mediante materiales reciclados de la construc-
ción, en su mayoría hormigones provenientes de derrocamientos, residuos de veredas y bordillos, para
lo cual se utilizaron dosicaciones sustituyendo al agregado grueso en porcentajes de 25%, 50%, 75% y
100%. Con la sustitución del 25% se obtuvo una resistencia a la compresión de 244,97 kg/cm2, al aumen-
tar el porcentaje de sustitución en 50%, 75% y 100%, se observó una disminución en la resistencia (220
kg/cm2) en comparación con la de 25%. Se concluyó que los ensayos realizados demostraron resultados
satisfactorios, lo cual nos permite evidenciar que el material reciclado proveniente de derrocamientos
estructurales sí puede ser considerado para la fabricación de nuevos hormigones. Sin embargo, las carac-
terísticas de este material deben ser previamente evaluadas.
is study covers the resistance to compression analysis of traditional concrete compared to the resistance
parameters of concrete prepared using recycled construction materials such as: concrete from building
demolitions, sidewalk debris and curbs; substituting the coarse aggregate in percentages of 25%, 50%, 75%
and 100%. With a substitution of 25%, a resistance to compression of 244.97 kg/cm2 was achieved, increa-
sing the substitution percentage by 50%, 75%, and 100%, it showed a decrease in resistance (220 kg/cm2) in
comparison to the 25% of substitution. It was concluded that the tests performed, revealed relevant results,
allowing us to determine that recycled material from construction waste might be considered for manufac-
turing new concrete. However, the features of this material must be previously evaluated.
1. introducción
En los últimos años se ha notado un incremento signi-
cativo en las tendencias hacia la sostenibilidad, no sola-
mente por la innovación tecnológica que vivimos, sino
también por la limitación de los recursos, lo cual genera
problemas en el ámbito de la construcción [1]-[3], sector
que juega un papel fundamental en el desarrollo de la so-
ciedad y está directamente relacionado con el incremen-
to en la calidad de vida de la sociedad moderna [4]-[6].
Tanto el consumo de recursos naturales como la produc-
ción de los residuos de la industria de la construcción
han aumentado signicativamente en los últimos años
[7]-[9]. El actual proceso de «construcción-demolición»
impone una importante presión sobre los recursos na-
turales con especial énfasis en los agregados naturales y
da como resultado innumerables cantidades de residuos
provenientes de este proceso en especíco, con un im-
Received: 16/11/2023
Accepted: 07/02/2023
Hormigón, hormigón reciclado, agrega-
do grueso, resistencia a la compresión.
Concrete, recycled concrete, coarse ag-
gregate, resistance to compression.
2
Hormigón preparado mediante materiales reciclados de la construcción
pacto muy negativo para el medio ambiente [10]-[12].
Debido a la actual situación económica y crisis am-
biental que vivimos, las exigencias de un desarrollo más
sostenible en la industria de la construcción requieren
un enfoque diferente a la tecnología del hormi-
gón[13]-[14]. El uso de agregados reciclados para produ
-
cir hormigón parece ser una solución de alto potencial, ya
que no solo permite resolver problemas relacionados con
el almacenamiento; transporte y vertido de materiales de
construcción y residuos de demolición, sino que contri-
buye a un entorno potencialmente más sostenible dándole
un valor agregado a estos residuos reduciendo el consu-
mo de agregados naturales [15]-[16].
En países de un alto desarrollo técnico-tecnológico
la gestión de materiales de desecho representa un desafío
constante, por lo que se han implementado procesos de
reciclaje utilizando cadenas de valor, aportando con esto
no solamente a la conservación ambiental, sino también
a la gestión económica de los recursos [17]-[19].
En el Ecuador, el manejo de los residuos provenien-
tes de la construcción o derrocamientos generalmente no
cuenta con una correcta gestión, la falta de control por
parte de las entidades, así como la carencia de espacios
físicos estratégicos donde se pueda depositar el material
residual, sumado a la falta de cultura de reciclaje, conlle-
va a que la mayoría de estos materiales sean depositados
en quebradas o lugares inapropiados que generan conta-
minación y riesgos ecológicos [20]-[22].
Acorde con la literatura, en el Ecuador los escombros
están conformados en un promedio de 45% por residuos
de hormigón, bloque, ladrillo, asfalto, gravas, arenas, un
~25% está compuesto por residuos de maderas y tablas,
dejando el restante correspondiente a materiales como
vidrios, asbestos, tuberías, etc. [23]-[24]. Por tal motivo,
se observa que existe un nicho de mercado para un reci-
claje y establecimiento de una cadena de valor potencial,
utilizando materiales que son desechos de las construc-
ciones [25].
Este estudio se enfoca en el análisis de la resistencia a
compresión que se obtiene del hormigón preparado con
materiales reciclados de la construcción, con la nalidad
de comprobar si cumple con los requisitos técnicos para
su uso e implementación.
2. Método
Esta investigación es de tipo exploratorio descriptivo,
donde se analiza y recolecta datos experimentales, los
cuales permitirán evaluar la viabilidad del uso e imple-
mentación de hormigones preparados a partir de mate-
riales reciclados de la construcción. Se fabricaron cilin-
dros de hormigón simple () a base de cemento, arena,
ripio y agua, con una dosicación especíca para que
las muestras alcancen una resistencia de 210 kg/cm2, de
acuerdo a la norma 31.
Para la elaboración del hormigón, se procedió a la re-
colección de los agregados grueso, no y cemento, además
del material reciclado proveniente de cilindros ensayados,
bordillos, veredas entre otros. Posteriormente, se desarro-
llaron ensayos de laboratorio para determinar las propie-
dades mecánicas de cada componente con la nalidad de
comprobar su calidad y establecer si cumplen con las nor
-
mas establecidas para la elaboración del hormigón.
Para el cálculo de la dosicación del hormigón se em-
pleó el método de la densidad óptima desarrollado por la
Universidad Central del Ecuador, en el cual son necesa-
rios los resultados obtenidos de los siguientes ensayos de
laboratorio (ver Tablas 1, 2, 3, 4, 5, 6).
Para las probetas de hormigón con material recicla-
do (), en lugar de agregado grueso se colocó hormi-
gón triturado considerando una dosicación al peso, al
momento de diseñar las probetas se fue trabajando con
proporciones de 25, 50, 75 y 100%, aplicando una regla
de tres simple a la dosicación del hormigón simple ()
de 210 kg/cm
2
, considerando que ambos materiales (
y ) tienen densidades similares.
Se tomaron como materiales de estudio a los residuos
provenientes de cilindros de hormigón ensayado, los cua-
les fueron analizados en laboratorio para determinar sus
propiedades físicas. Las tablas 1 y 2 muestran la dosica-
ción tanto para el hormigón simple como para el hormi-
gón reciclado en diferentes proporciones.
Se determinó un 2% de cantidad de pasta en la mez-
cla, la cantidad de pasta permite llenar los vacíos que de-
jan los áridos, añadiéndose una cantidad extra para cubrir
todas las partículas de agregado presente, además propor-
ciona trabajabilidad y plasticidad al hormigón y el asen-
tamiento requerido (ver Tabla 7).
CP %=POV+2%+8% (POV)
CP %=29,47%+2%+8% (29,47%)
CP %=33,82%
(1)
Según el cálculo anterior, se identica que la cantidad de
pasta calculada es de 338,22 dm3
(ver Tablas 8 y 9).
3
Contreras L., et al.
Tabla 1.
Ensayos de laboratorio de los componentes del concreto
Análisis
granulométrico
xx-
Densidad
aparente suelta
xx-
Densidad aparente
compactada
xx-
Densidad real - - x
Capacidad de
absorción
xx-
Tabla 2.
Ensayos de análisis granulométrico de los agregados
Norma: 696
Agregado no Agregado grueso
Módulo de
nura:
2,93%
Límites esta-
blecidos en la
norma:
2,30% - 3,10%
Tamaño nomi-
nal máximo:
1 ½” (38 mm)
Tamaño no-
minal máxi-
mo de la
norma:
50 mm
Criterio de
aceptación: Criterio de
aceptación:
Tabla 3.
Ensayos de densidad aparente suelta de los agregados
Norma: 858-2010
Agregado no Agregado grueso
Peso unitario prome-
dio (kg/dm3): 1,47 Peso unitario pro-
medio (kg/dm3): 1,33
Tabla 4.
Ensayos de densidad aparente compactada de los agregados
Norma: 858-2010
Agregado no Agregado grueso
Peso unitario pro-
medio (kg/dm3): 1,60 Peso unitario prome-
dio (kg/dm3): 1,43
Tabla 5.
Ensayos de densidad real y capacidad de absorción de los agregados
Norma: 856 y 857
Agregado no Agregado grueso
Densidad real (gr/
cm3): 2,61 Densidad real
(gr/cm3): 2,63
Capacidad de absor-
ción promedio (%): 1,96
Capacidad de
absorción pro-
medio (%):
2,61
Tabla 6.
Ensayos de densidad real del cemento
Norma: 156
Densidad real promedio (gr/cm3): 2,81
Tabla 7.
Cantidad de pasta según asentamiento
Asentamiento en cmCantidad de pasta en %
0-3 + 2% + 3% ()
3-6 + 2% + 6% ()
6-9 + 2% + 8% ()
9-12 + 2% + 11% ()
12-15 + 2% + 13% ()
Tabla 8.
Dosicación al peso para (f’c=210 kg/cm2)
dosificación al peso para hormigón simple
f’c= 210 kg/cm2
MATERIAL SIMBOLOGÍA DOSIF. PESO PESO (kg)
Agua W 0,58 8,31
Cemento C 1 14,4
Arena A 1,72 20,64
Ripio R 3,08 36,96
Tabla 9.
Dosicación al peso para (f’c=210 kg/cm2), en diferentes
proporciones
f’c= 210 kg/cm2
PROPORCIÓN
(%)
PESO (kg)
Agua (W) Cemento
( C )
Arena (A) Hormigón
triturado (HT)
25 8,31 14,4 20,64 9,24
50 8,31 14,4 20,64 18,48
75 8,31 14,4 20,64 27,72
100 8,31 14,4 20,64 36,96
4
Hormigón preparado mediante materiales reciclados de la construcción
3. Resultados y discusión
A continuación, tabla 10 y curva, se detallan los resulta-
dos de los ensayos de granulometría a los agregados no
y grueso (ver Tabla 10 y Curva).
INTERPRETACIÓN DE LA CURVA
Después de realizado el respectivo ensayo granulomé-
trico se obtuvo un módulo de nura de 2,9, el cual se
encuentra dentro de los límites de 2,3-3,1 tabla 11 y cur-
va, establecidos en nuestro medio, considerándose reco-
mendable para la elaboración del hormigón (ver Tabla
11 y Curva).
INTERPRETACIÓN DE LA CURVA
Los resultados obtenidos en el ensayo granulométrico del
agregado grueso son óptimos para la elaboración del hormi-
gón, cuyo tamaño nominal máximo es de 3/4” (19,05 mm)
encontrándose dentro del rango establecido en la norma.
Los resultados presentados se dividen en dos grupos.
El primer grupo (G1) corresponde a las propiedades del
hormigón endurecido a los 14 días de edad, y el segundo
(G2) corresponde a las mismas propiedades que el grupo
anterior, pero a los 28 días de edad, una vez que el hormi-
gón alcanza su máxima resistencia. En las tablas 12 y 13
se indican estos valores (ver Tablas 12 y 13).
Para una dosicación de f’c= 210 kg/cm2, la muestra
de hormigón elaborada con 25% de residuos de concreto
como agregado grueso, alcanzó una resistencia a compre-
sión de 244,97 kg/cm2, superando la resistencia a la com-
presión planicada inicialmente, y clasicándose como
un hormigón estructural. Para los porcentajes de 50, 75 y
100%, la resistencia a compresión fue de 220,27, 218,07 y
Tabla 10.
Análisis granulométrico del agregado no
-
(gr): 884 (%): 0,03
Tamiz Abertura
(mm)
Retenido par-
cial (gr)
Retenido acumu-
lado (gr)
% Retenido acu-
mulado
% que pasa Límites %
que pasa
3/8 9,5 0 0 0,00% 100,00% 100
#4 4,76 7,0 7 0,79% 99,21% 95-100
#8 2,38 128,5 135,5 15,33% 84,67% 80-100
#16 1,19 213,4 348,9 39,48% 60,52% 50-85
#30 0,59 205,9 554,8 62,78% 37,22% 25-60
#50 0,297 176,4 731,2 82,74% 17,26% 10-30
#100 0,149 84,2 815,4 92,27% 7,73% 2-10
#200 0,075 40,7 856,1 96,88% 3,12% -
bandeja 27,6 883,7 100,00% 0,00% -
2,93%
5
Contreras L., et al.
217,07 kg/cm2, respectivamente.
La Norma Ecuatoriana de la Construcción (-2015)
indica en el capítulo --, que la resistencia míni-
ma a la compresión debe ser de 21 MPa o 214,14 kg/cm2.
En tal virtud, todos los hormigones que fueron elabo-
rados, se pueden considerar como material estructural,
según los datos obtenidos.
En las guras 1 y 2 se indican las curvas de resisten-
cia versus el porcentaje de del G1 y G2. Es evidente
que la resistencia a la compresión del hormigón es inver-
samente proporcional al porcentaje de en reemplazo
del agregado grueso tradicional. En G2, hay un decremen-
to signicativo de la resistencia entre el 25% y 50% de ,
mientras que para los demás porcentajes no se presenta
mayor variación (ver Figuras 1 y 2).
TIPO DE FALLA
Las fallas promedio que se presentaron en las probetas
son fracturas combinadas de esfuerzo de corte y com-
presión, es decir, se producen concentraciones de esfuer-
zos en puntos sobresalientes de las caras de aplicación de
carga. Este tipo de falla corresponde a cilindros con poca
o casi nula porosidad.
4. Conclusiones
Se estableció la idoneidad de los parámetros para la ela-
boración del hormigón mediante la granulometría de
agregados nos y gruesos bajo normas. Una vez que se
determinó la resistencia a la compresión del hormigón
Tabla 11.
Análisis granulométrico del agregado grueso
análisis granulométrico – agregado grueso
norma nte - inen 696 (astm C 136)
peso muestra (gr): 5000 pérdida de muestra (%): 0,39
Tamiz Abertura (mm) Retenido parcial
(gr)
Retenido
acumulado (gr)
% Retenido
acumulado
% que pasa Límites astm %
que pasa
2” 50,8 0 0 0,00% 100,00% 100
1 ½” 38,1 0 0 0,00% 100,00% 95-100
1” 25,4 709 709 7,10% 92,90% -
3/4” 19,05 2685 3394 34,01% 65,99% 35-70
1/2” 12,7 3074 6468 64,81% 35,19% -
3/8” 9,53 2188 8656 86,73% 13,27% 10-30
#4 4,75 961 9617 96,36% 3,64% 0-5
bandeja 363 9980 100,00% 0,00% -
tamaño nominal máximo: 3/4”
6
Hormigón preparado mediante materiales reciclados de la construcción
210 kg/cm2 utilizando hormigón reciclado como agrega-
do grueso en los porcentajes de 25%, 50%, 75% y 100%
se comprobó que con la sustitución de 25% se logró una
resistencia en promedio de 244,97 kg/cm2, al aumentar
el porcentaje de sustitución en 50%, 75%, y 100% se ob-
servó una disminución en la resistencia, sin embargo, se
puede establecer que este hormigón es capaz de ser utili-
zado como un concreto estructural, debido a que cumple
con los requisitos mínimos especicados en la norma
-2015.
Para determinar la dosicación al peso para fabricar
el , se asumió que los residuos de concreto poseen las
mismas propiedades físicas que un ripio tradicional. La
fórmula obtenida permitió que se cumplan los objetivos
de resistencia, lo que signica que el material provenien-
te de derrocamientos estructurales sí puede ser utilizado
para la fabricación de nuevos hormigones. Sin embar-
go, las características de este material deben ser evalua-
das previamente.
A criterio de este estudio, el porcentaje apropiado
para trabajar con debe encontrarse hasta el 50%. Más
allá de ese valor las resistencias obtenidas por el concreto
podrían no cumplir objetivos establecidos.
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Tabla 12.
Ensayo a compresión del hormigón reciclado a los 14 días de edad
(1)
f ’c : 210 kg/cm2Edad: 14 días
PROPORCIÓN (%) PROPIEDADES
Diámetro promedio (cm) Resistencia media (kg/cm2) Densidad media en estado fres-
co (kg/m3)
Densidad media en estado
endurecido (kg/m3)
25 15,2 177,87 2326,83 2265,59
50 15,2 174,31 2296,21 2198,24
75 15,1 170,83 2246,06 2227,45
100 15,2 169,86 2314,58 2228,86
Tabla 13.
Ensayo a compresión del hormigón reciclado a los 28 días de edad
(2)
f ’c : 210 kg/cm2Edad: 28 días
PROPORCIÓN (%) PROPIEDADES
Diámetro promedio (cm) Resistencia media (kg/cm2) Densidad media en estado fres-
co (kg/m3)
Densidad media en estado
endurecido (kg/m3)
25 15,23 244,97 2243,5 2213,01
50 15,07 220,27 2337,03 2262,25
75 15,1 218,07 2320,52 2227,45
100 15,1 217,07 2301,91 2184,02
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