DOSIFICACIÓN ÓPTIMA DE AGREGADO DE …

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DOSIFICACIÓN ÓPTIMA DE AGREGADO DE APROVECHAMIENTO OBTENIDO DE LA MEZCLA DE AGREGADO PÉTREO Y DE TRITURADO DEL CONCRETO PROVENIENTE DE RCD PARA LA IMPLEMENTACIÓN EN ASFALTO DENSO EN FRIO. Nancy Viviana Roncancio Cabrejo Sergio Mauricio Ubaque Benavides UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA PROYECTO CURRICULAR DE CONSTRUCCIONES CIVILES BOGOTÁ 2018

Transcript of DOSIFICACIÓN ÓPTIMA DE AGREGADO DE …

DOSIFICACIÓN ÓPTIMA DE AGREGADO DE APROVECHAMIENTO OBTENIDO DE LA MEZCLA DE AGREGADO PÉTREO Y DE TRITURADO DEL CONCRETO PROVENIENTE DE RCD PARA LA IMPLEMENTACIÓN EN ASFALTO DENSO

EN FRIO.

Nancy Viviana Roncancio Cabrejo

Sergio Mauricio Ubaque Benavides

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

PROYECTO CURRICULAR DE CONSTRUCCIONES CIVILES

BOGOTÁ

2018

IMPLEMENTACIÓN EN ASFALTO DENSO FRÍO DE LA DOSIFICACIÓN ÓPTIMA DE AGREGADO DE APROVECHAMIENTO OBTENIDO DE LA MEZCLA DE

AGREGADO PÉTREO Y DE TRITURADO DEL CONCRETO PROVENIENTE DE RCD.

Nancy Viviana Roncancio Cabrejo

Sergio Mauricio Ubaque Benavides

Trabajo de grado para optar al título de Tecnólogo en construcciones civiles. Modalidad monografía

Director

Hernando Antonio Villota Posso

Ingeniero civil

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

PROYECTO CURRICULAR DE CONSTRUCCIONES CIVILES

BOGOTÁ

2018

3

Nota de aceptación:

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Firma del Tutor

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Firma del Jurado

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Firma del jurado

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4

AGRADECIMIENTOS

Al Ing. Hernando Antonio Villota por su constante acompañamiento y asesoría en tiempo y fuera de tiempos laborales para el desarrollo de esta monografía.

A la Universidad Distrital Francisco José de Caldas – Facultad Tecnológica por haber sido la unidad proveedora de alimento intelectual y brindarnos las facilidades en el uso de sus instalaciones para realizar la recopilación de informaciones teóricas y prácticas para la presente monografía.

A nuestras familias por su apoyo incondicional en cada momento para poder obtener un muy importante título como profesionales.

A los profesores y amigos que a lo largo de los años tomados para nuestra formación como profesionales siempre nos brindaron lo mejor de ellos.

5

CONTENIDO.

pág.

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 14

1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN .......................................................... 16

1.2. JUSTIFICACIÓN ...................................................................................... 16

1.3. OBJETIVOS ............................................................................................. 17

1.3.1. Objetivo general ................................................................................. 17

1.3.2. Objetivo específico ............................................................................ 17

1.4. COMPONENTE METODOLÓGICO ......................................................... 17

2. MARCO TEORICO ......................................................................................... 18

1.1. RESIDUOS DE CONSTRUCCION Y DEMOLICION - RCD .................... 18

2.1.1. CLASIFICACIÓN ............................................................................... 19

2.1.2. DISPOSICIÓN FINAL DE RCD ......................................................... 22

2.1.3. APROVECHAMIENTO DE RCD ........................................................ 24

2.2. NORMATIVIDAD SOBRE APROVECHAMIENTO ................................... 28

2.2.1. NORMATIVA DISTRITAL (BOGOTÁ) ............................................... 28

2.2.2. NORMATIVIDAD NACIONAL. ........................................................... 29

2.3. ASFALTO DENSO EN FRÍO .................................................................... 31

2.3.1. PRINCIPALES USOS. ....................................................................... 31

2.3.2. AGREGADO PARA ASFALTO DENSO EN FRIO ............................. 31

2.3.3. GRANULOMETRIA DE MATERIAL ................................................... 35

2.4. ESPECIFICACIONES ADICIONALES SEGÚN NORMATIVA INVIAS .... 37

2.4.1. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑOS

MENORES DE 37.5 mm (1 ½”) POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES. I.N.V.E – 218 – 07 ....................................................................... 37

2.4.2. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO. I.N.V.E. – 220 –

07 37

2.4.3. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

I.N.V.E – 227 – 07 .......................................................................................... 38

6

2.4.4. ÍNDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS

AGREGADOS PARA CARRETERAS. I.N.V.E – 230 – 07 ............................ 38

2.4.5. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO AL

DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO DE MICRO-DEVAL.

I.N.V.E. – 238 – 07 ......................................................................................... 38

3. TRABAJO REALIZADO POR LOS INVESTIGADORES ................................ 39

3.1. ACTIVIDADES DE LA INVESTIGACION ................................................. 39

3.2. INVESTIGACIÓN TEÓRICA .................................................................... 39

3.3. SELECCIÓN DE LA MUESTRA Y REALIZACIÓN DE LABORATORIOS.

40

3.4. TOMA, CÁLCULO Y ANÁLISIS DE DATOS ............................................ 40

4. IMPLEMENTACIÓN EN ASFALTO DENSO FRÍO DE LA DOSIFICACIÓN ÓPTIMA DE AGREGADO DE APROVECHAMIENTO OBTENIDO DE LA MEZCLA DE AGREGADO PÉTREO Y DE TRITURADO DEL CONCRETO PROVENIENTE DE RCD................................................................................................................. 41

4.1. MATERIALES .......................................................................................... 41

4.1.1. Triturado de concreto proveniente de RCD. ...................................... 41

4.1.2. Agregados para asfalto. ..................................................................... 41

4.1.3. Materiales que se requiere para los laboratorios. .............................. 41

4.2. MÁQUINAS Y EQUIPOS. ........................................................................ 41

4.2.1. MÁQUINA DE LOS ÁNGELES .......................................................... 41

4.2.2. APARATO MICRO-DEVAL. ............................................................... 42

4.2.3. CALIBRADORES METALICOS. ........................................................ 43

4.2.4. SERIE DE TAMICES ......................................................................... 44

4.2.5. OTROS INSTRUMENTOS. ............................................................... 45

5. CÁLCULOS Y ANÁLISIS DE DATOS ............................................................. 46

5.1. PRIMERA RONDA DE LABORATORIOS, 100% RCD. ........................... 46

5.1.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO ...... 46

5.1.2. ÍNDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS

AGREGADOS PARA CARRETERAS ............................................................. 49

7

5.1.3. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑOS

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES. ...................................................................................................... 52

5.1.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO

AL DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-DEVAL.

54

5.1.5. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

56

5.1.6. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO. ....................... 57

5.1.7. REPORTE RESULTADOS FINALES ................................................ 58

5.2. SEGUNDA RONDA DE LABORATORIOS, 40% RCD & 60% NATURAL.

63

5.2.1. DOSIFICACIÓN. ................................... ¡Error! Marcador no definido.

5.2.2. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO ...... 63

5.2.3. INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO ........................... 65

5.2.4. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑO

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES. ...................................................................................................... 66

5.2.5. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO

AL DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-DEVAL.

67

5.2.6. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

67

5.2.7. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO. ....................... 68

5.2.8. REPORTE RESULTADOS FINALES ................................................ 68

5.3. TERCERA RONDA DE LABORATORIOS, 30% RCD & 70% NATURAL. 69

5.3.1. DOSIFICACIÓN. ................................................................................ 69

5.3.2. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO ...... 69

5.3.3. INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO ........................... 71

8

5.3.4. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑO

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES. ...................................................................................................... 72

5.3.5. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO

AL DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-DEVAL.

73

5.3.6. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

73

5.3.7. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO. ....................... 74

5.3.8. REPORTE RESULTADOS FINALES ................................................ 74

5.4. CUARTA RONDA DE LABORATORIOS, 20% RCD & 80% NATURAL. . 75

5.4.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO ...... 75

5.4.2. INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO ........................... 77

5.4.3. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑO

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES. ...................................................................................................... 78

5.4.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO

AL DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-DEVAL.

79

5.4.5. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

79

5.4.6. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO. ....................... 79

5.4.7. REPORTE RESULTADOS FINALES ................................................ 80

5.5. QUINTA RONDA DE LABORATORIOS, 10% RCD & 90% NATURAL. ... 81

5.5.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO ...... 81

5.5.2. INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO ........................... 83

5.5.3. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑO

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES. ...................................................................................................... 84

9

5.5.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO

AL DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-DEVAL.

84

5.5.5. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

85

5.5.6. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO. ....................... 85

5.5.7. REPORTE RESULTADOS FINALES ................................................ 86

5.6. DATOS GENERALES DE LABORATORIOS ........................................... 87

5.7. ANALISIS DE DATOS RECOLECTADOS ............................................... 91

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 93

6.1. CONCLUSIONES..................................................................................... 93

7. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 97

LISTA DE TABLAS.

Tabla 1. Clasificación de los residuos de construcción y Demolición –RCD. ........ 21

Tabla 2. Alternativas de aprovechamiento de los RCD ......................................... 27

Tabla 3. Requisitos de los agregados para mezclas asfálticas densas en frío. .... 32

Tabla 4. Requisitos del agregado grueso para mezclas asfálticas en frio. ............ 33

Tabla 5. Requisitos del agregado fino para mezclas asfálticas en frio ................. 34

Tabla 6. Requisitos de llenante mineral para mezclas asfálticas en frio ............... 35

Tabla 7. Granulometría para mezclas asfálticas en frio ........................................ 36

Tabla 8. Tipo de mezcla en función del espesor de la capa .................................. 36

Tabla 9. Requisitos de proporción de finos ........................................................... 37

Tabla 10. Dimensiones de los calibradores para para espesor y longitud. ........... 44

Tabla 11. Distintos tamaños de tamices. ............................................................... 45

Tabla 12. Tabla de resultados 1ra granulometría 100% RCD ............................... 47

Tabla 13. Comparación granulometría 100% RCD con norma técnica 550.-1 Invias.

.............................................................................................................................. 48

Tabla 14. Tabla de Humedad Higroscópica laboratorio Granulometría. ................ 49

Tabla 15. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 1ra Muestra 100%

RCD. ..................................................................................................................... 51

Tabla 16. Resultados de ensayo índice de alargamiento para 1ra Muestra. ......... 52

10

Tabla 17. Tamaño y peso de las cargas abrasivas. .............................................. 53

Tabla 18. Granulometrías de la muestra de agregado para ensayo de Ángeles. . 53

Tabla 19. Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para

100%RCD. ............................................................................................................ 54

Tabla 20. Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval

para una muestra 100 RCD. .................................................................................. 56

Tabla 21. Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra

100% RCD. ........................................................................................................... 57

Tabla 22. Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio

para una muestra de 100% RCD. ......................................................................... 58

Tabla 23. Reporte de resultados finales 1ra ronda muestra 100% RCD. .............. 58

Tabla 24. Tabla de resultados 2ra granulometría 40% RCD & 60% Natural. ........ 64

Tabla 25 Comparación de granulometría 40& RCD & 60% Natural con norma técnica

550.-1 Invias. ......................................................................................................... 65

Tabla 26. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 2da Muestra 40%

RCD & 60% Natural. ............................................................................................. 66

Tabla 27. Resultados de ensayo índice de alargamiento para 2da Muestra 40% RCD

& 60% Natural. ...................................................................................................... 66

Tabla 28. Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para

40%RCD & 60%Nat. ............................................................................................. 67

Tabla 29. Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval

para una muestra 40 RCD & 60% Nat. ................................................................. 67

Tabla 30. Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra

40% RCD & 60% Natural. ..................................................................................... 68

Tabla 31. Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio

para una muestra de 40% RCD & 60% Natural. ................................................... 68

Tabla 32. Reporte de resultados finales 2da ronda muestra 40% RCD & 60%

Natural. .................................................................................................................. 69

Tabla 33 Resultado para granulometría dosificación 30% RCD & 70% Natural.... 70

Tabla 34 Comparación de granulometría 30& RCD & 70% Natural con norma técnica

550.-1 Invias. ......................................................................................................... 71

Tabla 35. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 3ra Muestra 30% RCD

& 70% Natural. ...................................................................................................... 72

Tabla 36. Resultados de ensayo índice de alargamiento para 3ra Muestra 30% RCD

& 70% Natural. ...................................................................................................... 72

Tabla 37. Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para

30%RCD & 70%Nat. ............................................................................................. 73

Tabla 38. Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval

para una muestra 30 RCD & 70% Nat. ................................................................. 73

11

Tabla 39. Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra

30% RCD & 70% Natural. ..................................................................................... 74

Tabla 40. Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio

para una muestra de 30% RCD & 70% Natural. ................................................... 74

Tabla 41. Reporte de resultados finales 3ra ronda muestra 30% RCD & 70% Natural.

.............................................................................................................................. 75

Tabla 42 Resultado para granulometría dosificación 20% RCD & 80% Natural.... 75

Tabla 43 Comparación de granulometría 20& RCD & 80% Natural con norma técnica

550.-1 Invias. ......................................................................................................... 76

Tabla 44. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 4ta Muestra 20% RCD

& 80% Natural. ...................................................................................................... 77

Tabla 45. Resultados de ensayo índice de alargamiento para 4ta Muestra 20% RCD

& 80% Natural. ...................................................................................................... 78

Tabla 46 Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para

20%RCD & 80%Natural. ....................................................................................... 78

Tabla 47 Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval

para una muestra 20 RCD & 80% Natural. ........................................................... 79

Tabla 48 Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra

20% RCD & 80% Natural. ..................................................................................... 79

Tabla 49 Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio

para una muestra de 20% RCD & 80% Natural. ................................................... 80

Tabla 50 Reporte de resultados finales 4ta ronda muestra 20% RCD & 80% Natural.

.............................................................................................................................. 80

Tabla 51 Resultado para granulometría dosificación 10% RCD & 90% Natural.... 81

Tabla 52 Comparación de granulometría 10& RCD & 90% Natural con norma técnica

550.-1 Invias. ......................................................................................................... 82

Tabla 53. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 5ta Muestra 10% RCD

& 90% Natural. ...................................................................................................... 83

Tabla 54. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 5ta Muestra 10% RCD

& 90% Natural. ...................................................................................................... 84

Tabla 55 Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para

10%RCD & 90%Natural. ....................................................................................... 84

Tabla 56 Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval

para una muestra 10 RCD & 90% Natural. ........................................................... 84

Tabla 57 Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra

10% RCD & 90% Natural. ..................................................................................... 85

Tabla 58 Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio

para una muestra de 10% RCD & 90% Natural. ................................................... 85

12

Tabla 59 Reporte de resultados finales 5ta ronda muestra 10% RCD & 90% Natural.

.............................................................................................................................. 86

Tabla 60 Reporte de resultados finales de todas las granulometrías de RCD &

NATURAL.............................................................................................................. 87

Tabla 61 Reporte de resultados finales de todos los laboratorios de RCD &

NATURAL.............................................................................................................. 88

13

LISTA DE IMÁGENES.

Ilustración 1 Máquina de los ángeles, Facultad tecnológica, Laboratorio de suelos,

2018 ...................................................................................................................... 42

Ilustración 2 Máquina de los micro-deval, Facultad tecnológica, Laboratorio de

suelos, concretos y pavimentos; 2018 .................................................................. 43

Ilustración 3 Calibradores, Facultad tecnológica, Laboratorio de suelos, concretos y

pavimentos; 2018 .................................................................................................. 43

Ilustración 4 Tamices, Facultad tecnológica, Laboratorio de suelos, concretos y

pavimentos; 2018 .................................................................................................. 44

Ilustración 5. Ensayo de aplanamiento para fracción granulométrica de 3/8''. ...... 50

Ilustración 6. Ensayo de alargamiento para fracción granulométrica de 1/2''. ....... 51

Ilustración 7. Máquina de los ángeles lista para ensayo con 8 esferas. ................ 54

Ilustración 8. Máquina de Micro Deval, puesta a punto para ensayo de laboratorio.

.............................................................................................................................. 55

LISTA DE GRAFICAS.

Grafica 1. Resultado de la 1ra granulometría 100% RCD. .................................... 47

Grafica 2. Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra de

100% RCD. ........................................................................................................... 48

Grafica 5. Resultado de la 2da granulometría 40% RCD & 60% Natural. ............. 64

Grafica 6. Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra de

40% RCD & 60% Natural. ..................................................................................... 65

Grafica 7. Resultado de la 3ra granulometría de 30% RCD & 70% Natural .......... 70

Grafica 8. Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra de

30% RCD & 70% Natural.. .................................................................................... 71

Grafica 9 Resultado de la 4ta granulometría de 20% RCD & 80% Natural ........... 75

Grafica 10 Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra

de 20% RCD & 80% Natural. ................................................................................ 76

Grafica 11 Resultado de la 5ta granulometría de 10% RCD & 90% Natural. ........ 81

Grafica 12 Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 ...................... 82

14

1. INTRODUCCIÓN

El concepto de reciclaje está cada vez más presente y esto se debe a la necesidad de proteger los recursos ambientales y disminuir la cantidad de desechos depositados, aprovechándolos siempre que sea posible. Sin embargo, la implementación e innovación en técnicas que consigan estos resultados son ineficientes ya que existe desconocimiento acerca de cómo hacerlo. Siendo esta la razón para que se implemente normativa que obligue a seguir estas conductas para el beneficio de todos. La realización de este proyecto será para las obras de construcción que se ejecuten en Bogotá, en donde la UAESP (Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos) es la encargada de proyectar la cantidad de material que llega a los centros de disposición final, así como el porcentaje que se puede reutilizar de estos.

La resolución 1115 de 2012 emitida por la Secretaria Distrital de Ambiente de Bogotá, busca “adoptar los lineamientos técnicos ambientales para las actividades de tratamiento y aprovechamiento de los Residuos de la Construcción y Demolición –RCD- en el perímetro urbano del Distrito Capital” donde se exige a los contratistas y entidades del distrito a aprovechar el 25% de los RCD generados.1 En consecuencia la presente propuesta tiene como objetivo identificar la dosificación adecuada para un agregado aprovechable obtenido de la mezcla de agregado pétreo y de triturado de concreto, que pueda ser utilizada en una mezcla de asfalto denso frío y cumplir con las exigencias que contempla la sección 550-11 sobre especificación técnica de mezclas densas en frío del IDU (Instituto de Desarrollo Urbano), a fin de aprovechar los residuos producto de obras de construcción y evitar la degradación de recursos naturales no renovables.

1.1. RESUMEN

Debido a la necesidad de Reciclar, Reutilizar y Reducir que como en todo, también

se debe implementar en el campo de las construcciones civiles, pero hasta que

porcentaje se pueden utilizar estos materiales reciclados en combinación con las

materias primas para asegurar su correcto funcionamiento para los destinos en

particular, debido a eso se trató de establecer que combinación de mezcla entre

agregados pétreos naturales con triturados de concreto provenientes del RCD es la

más óptima para implementarla en asfalto denso en frío, para saber este porcentaje

se debe restringir a cumplir con la normatividad Colombiana instaurada por el

Instituto de Desarrollo Urbano IDU teniendo un portafolio de especificaciones

1 Resolución 1115 de 2012, Artículo 4, Secretaría Distrital de Ambiente, 26 de septiembre de 2012

15

técnicas llamado ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES DE

MATERIALES Y CONSTRUCCIÓN, PARA PROYECTOS DE

INFRAESTRUCTURA VIAL Y DE ESPACIO PÚBLICO PARA BOGOTÁ D.C. y

puntualmente en su capítulo 5. Revestimientos asfálticos, sección 550-11 Mezcla

asfáltica densa en frío, quien establece una serie de pruebas técnicas para certificar

que los agregados nos ofrecen la calidad y ciertas cualidades necesarias para esta

aplicación, por lo que se procedió a hacer iteraciones de rondas de ensayos

variando la cantidad de material RCD empezando con el 100% y disminuyendo

progresivamente, recolectando datos después de cada reducción, se procede a

tabular y analizar los resultados de cada ronda de laboratorios, para hallar la

proporción máxima aceptable de RCD.

ABSTRACT

Due to the need to Recycle, Reuse and Reduce that as in everything else, it must

also be implemented in the field of civil constructions, but up to what percentage

these recycled materials can be used in combination with the raw materials to ensure

their correct functioning for the Particular destinations, due to that, it was tried to

establish that combination of mixture between natural stone aggregates with

crushed concrete coming from the RCD is the most optimal to implement it in cold

asphalt, to know this percentage should be restricted to comply with the regulations

Colombian instituted by the Instituto de Desarrollo Urbano IDU having a portfolio of

technical specifications called ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES DE

MATERIALES Y CONSTRUCCIÓN, PARA PROYECTOS DE

INFRAESTRUCTURA VIAL Y DE ESPACIO PÚBLICO PARA BOGOTÁ D.C. and

punctually in its chapter 5. Revestimientos asfálticos, section 550-11 Mezcla

asfáltica densa en frío, which establishes a series of technical tests to certify that the

aggregates offer us the quality and certain qualities necessary for this application,

for which reason we proceeded to make iterations of rounds of trials varying the

amount of RCD material starting with 100% and gradually decreasing, collecting data

after each reduction, proceeding to tabulate and analyze the results of each round

of laboratories, to find the maximum acceptable proportion of RCD .

16

1.2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

Aunque la normatividad local exige que se deben aprovechar el 25%2 de los RCD generados, existe desconocimiento de las metodologías que permitan cumplirlo. Además la Resolución 472 del 28 de febrero de 2017 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible establece que a partir del primero de enero del 2018 los grandes generadores de residuos en Colombia aprovecharán un porcentaje no inferior al 2% del peso total de los materiales usados en obra, el problema podría ser aún mayor. Por otra parte el mayor inconveniente con los RCD es que no son biodegradables, lo que significa que deben realizarse procesos adicionales para que vuelvan al ciclo productivo, provocando que el producto final sea más costoso al de referencia, como sucede al comparar la subbase granular tipo B con un costo por m3 de $57.874 y la subbase granular tipo B con reciclado de concreto hidráulico con un costo por m3 de $68.967, tomado de la lista de precios para marzo del 2017 del IDU. Los factores que intervendrán dentro de la dosificación a obtener serán:

- Las distintas dosificaciones del agregado de aprovechamiento. - Granulometría del material dosificado. - Desgaste por máquina de los ángeles del material dosificado. - Alargamiento y aplanamiento del material dosificado. - Porcentaje de finos del material dosificado. - Resistencia a los sulfatos del material dosificado.

1.3. JUSTIFICACIÓN

Con el desarrollo de este proyecto se pretende encontrar la adecuada dosificación entre los agregados vírgenes y los RCD, aprovechando al máximo los RCD buscando que sigan cumpliendo lo establecido por las normas técnicas IDU 550-11 y la Resolución 1115 de 2012 de la Secretaría Distrital de Ambiente. Logrando de este modo establecer unos órdenes de magnitud para la utilización de los RCD en función de los materiales vírgenes para la fabricación de las MDF (mezcla de asfalto densa en frio). El agregado de aprovechamiento que se emplea en la mezcla de asfalto denso frío, será un material que retorna al ciclo productivo, para lograr esto se realizarán diferentes dosificaciones cuyo objetivo será obtener el mayor porcentaje de triturado

2 Resolución 1115 de 2012, Artículo 4, Secretaría Distrital de Ambiente, 26 de septiembre de 2012

17

de concreto y a su vez cumpla con lo contemplado la sección 550-11 sobre especificación técnica de mezclas densas en frío del IDU. De este modo será ampliamente usado en las diferentes obras de la ciudad, y así contribuir a lograr que las diferentes entidades y contratistas cumplan con el porcentaje de aprovechamiento requerido y también disminuir el impacto ambiental que genera la disposición final de estos.

1.4. OBJETIVOS

1.4.1. Objetivo general

Establecer la dosificación óptima de agregado aprovechable, obtenida del agregado pétreo y del triturado de concreto hidráulico para su implementación en mezclas densas en frío. 1.4.2. Objetivo específico

● Determinar la dosificación óptima de agregado aprovechable de acuerdo a la norma IDU 550-11.

● Caracterizar el material (RCD) obtenido de los centro de acopio. ● Analizar el comportamiento entre los agregados pétreos y los RCD. ● Generar el orden de magnitud para usarse en la producción de nuevo

pavimento a partir de la caracterización y el análisis de la mezcla asfáltica reciclada.

● Establecer recomendación para usar los RCD en la ciudad de Bogotá D.C.

1.5. METODOLÓGIA

El desarrollo del proyecto para darle solución al problema principal se inició con una

investigación teórica para la obtención diferentes conocimientos que posteriormente

serán aplicados, las ideas teóricas recolectadas son mostradas en el Marco teórico;

el segundo es Trabajo es la contextualización y restricción del proyecto rigiéndose

a la normatividad Colombiana y Distrital para el uso, aplicación y tratamiento de los

residuos reciclados de construcción, seguido a esto en tercer lugar se define la

cantidad de pruebas establecidas en la normatividad que son pertinentes y posibles

18

realizar, la cuarta actividad es obtener la cantidad suficiente del material muestra

de triturados de concreto proveniente de Residuos de Construcción y Demolición y

también de agregados pétreos naturales que se dispondrán para estudio, la quinta

tarea es empezar la investigación experimental en los laboratorios especializados

en Construcciones civiles en condiciones controladas a la muestra 100% RCD, se

obtienen datos y se registran, la tarea número 6 para llevar a cabo es la

estabilización y dosificación del RCD con los agregados pétreos naturales

obteniendo un proporción adecuada para buscar el punto óptimo de utilización, se

toman datos y se registran, en séptima labor se repite la tarea anterior hasta

encontrar una proporción RCD y agregado natural cada vez más aproximada a la

proporción desconocida que cumplirá todos los requerimientos y nos dará solución

al problema de la mayor cantidad de RCD que se podrá usar en una mezcla densa

en frío, tomando datos y registrándolos en cada iteración, de Octava tarea se juntan

y tabulan todos los datos recolectados para realizar los Cálculos y análisis de datos,

donde se presentan los cálculos necesarios para la comparación propiedades entre

dosificaciones y por ultimo se entrega un resultado final del cual se desprenderán

cierto número de conclusiones y dejara espacio para una discusión de resultados.

2. MARCO TEORICO

El sentido de la contextualización y con el fin de marcar ayudas que faciliten

comprender los temas más amplios que intervienen en el proyecto, se acude a las

siguientes definiciones, leyes y contextualizaciones que se necesitan conocer:

1.1. RESIDUOS DE CONSTRUCCION Y DEMOLICION - RCD

Con Residuos de construcción y demolición – RCD- se hace referencia a los

residuos de construcción y demolición que se generan durante el desarrollo de un

proyecto constructivo.3

Los Residuos de construcción y demolición -RCD son aquellos que se generan en

el entorno urbano y no se encuentran dentro de los comúnmente conocidos como

Residuos Sólidos Urbanos (residuos domiciliarios y comerciales,

3 Resolución 1115 de 2012 (26 de Septiembre), Secretaria Distrital del Ambiente. Artículo 3.

19

fundamentalmente) ya que su composición es cuantitativa y cualitativamente

distinta.

Se trata de residuos, básicamente inertes, constituidos por: tierras y áridos

mezclados, piedras, restos de hormigón, restos de pavimentos asfálticos,

materiales refractarios, ladrillos, cristal, plásticos, yesos, maderas y, en

general, todos los desechos que se producen por el movimiento de tierras y

construcción de edificaciones nuevas y obras de infraestructura, así como los

generados por la demolición o reparación de edificaciones antiguas. 4

2.1.1. CLASIFICACIÓN

2.1.1.1. Por procedencia.

Residuos comunes inertes mezclados: son aquellos que provienen de los

concretos, cerámicos, ladrillos, arenas, gravas, cantos, bloques o

fragmentos de rocas, baldosín, mortero y materiales inertes que no

sobrepasen el tamiz #200 de granulometría.

Residuos comunes inertes de material fino: material fino no expansivo

como arcillas (caolín), limos y residuos inertes, poco o no plásticos y

expansivos que sobrepasen el tamiz #200 de granulometría. Y material fino

expansivo como Arcillas (montmorillonitas), y lodos inertes con gran cantidad

de finos altamente plásticos y expansivos que sobrepasen el tamiz #200 de

granulometría.

Residuos comunes no inertes: material diferente al pétreo como plásticos,

PVC, maderas, cartones, papel, siliconas, vidrios, cauchos.

Residuos metálicos: estrictamente material metálico como acero, hierro,

cobre, aluminio, estaño y zinc.

Residuos orgánicos: material natural como residuos de tierra negra y

residuos vegetales.

Residuos contaminantes: estos se dividen en peligrosos que son

desechos de productos químicos, emulsiones, alquitrán, pinturas,

disolventes orgánicos, aceites, asfaltos, resinas, plastificantes, tintas,

betunes, barnices, tejas de asbestos, escorias, plomo, cenizas volantes,

4 Proyecto básico para solicitud de autorización ambiental unificada correspondiente a planta de transferencia de residuos de construcción y demolición en Trujillo (Cáceres), Fondo Europeo de Desarrollo Regional. Anexo n° 4. 2013.

20

luminarias convencionales, y fluorescentes, desechos explosivos, y otros

elementos peligrosos. Especiales como Polietileno - icoport, cartón, yeso

(drywall), lodos residuales de compuestos. Y finalmente en contaminadores

que son materiales ya mencionados anteriormente en este ítem que ya se

encuentra contaminados con residuos peligrosos y especiales.5

2.1.1.2. Por aprovechables y no aprovechables

Un RCD aprovechado es aquel que ha pasado por un proceso de transformación,

logrando que retornen al ciclo productivo. 6

Su aplicación es un beneficio directo tanto para constructores como para las

urbanizaciones, debido que una buena identificación y clasificación de los RCD

generados en obras fomenta el reciclaje y reúso de estos residuos, de manera

directa también se verá reducida la generación de materiales nuevos, lo que

conlleva a la disminución de costos de inversión en materiales.

El impacto ambiental es muy favorable ya que puede recudir drásticamente las

afectaciones causadas por la extracción y los consumos de energía que se

desprende de los procesos de producción de materiales para construcción.7

Un material no aprovechable es aquel que no es susceptible a reutilización o

reciclaje como los contaminados con residuos peligrosos, estado deplorable que no

se prestan para ser aprovechado u otras características de riesgo.

Los residuos no peligrosos, según la definición de residuos sólidos del Decreto 2981

de 2013, se dividen en aprovechables y no aprovechables. Los RCD resultan de las

actividades de la construcción (demolición, excavación, construcción y/o

reparaciones de las obras civiles) o de otras actividades conexas complementarias

o análogas y de estos no existe una clasificación definida en la normatividad

nacional. Por ello, a continuación se presenta una clasificación que da pautas para

5 Concreto Sencillo, Capitulo 2. Agregados para mortero o concreto (2015) Ing. G. Gerardo A. Rivera L. Universidad del Cauca. 6 Identificación de alternativas para la gestión, manejo y aprovechamiento de los residuos de la construcción y la demolición generados en los procesos urbanísticos y obras de infraestructura en el Municipio de Rionegro, Antioquia (septiembre del 2016) Esp. Raquel Natalia Durán Sánchez. Corporación Universitaria Lasallista. Caldas, Antioquia. 7 Evaluación ambiental asociada a la explotación del yacimiento de materiales de construcción la Inagua, Guantánamo, cuba (Junio del 2014) Naisma Hernández, Mayda Ulloa.

21

diferenciar los residuos que tienen un potencial para su aprovechamiento y los que

por un inadecuado manejo pueden perder este potencial. 8

Tabla 1. Clasificación de los residuos de construcción y Demolición –RCD.9

8 Guía para la elaboración del plan de gestión de residuos de construcción y demolición - RCD en la obra, Secretaría distrital de ambiente – SDA, 2015. Bogotá D.C., Colombia. 9 Decretos 838 de 2005, 4741 de 2005, 2981 de 2013.

CLASIFICACION DE LOS RESIDUOS DE CONSTRUCCION Y DEMOLICION (RCD) PARA LAS ETAPAS CONSTRUCTIVAS

CATEGORIA GRUPO CLASE COMPONENTES

RC

D A

PR

OV

EC

HA

BL

ES

I.Residuos comunes inertes mezclados

1. Residuos pétreos.

Concretos, cerámicos, ladrillos, arenas, gravas, cantos, bloques o fragmentos de rocas, baldosín, mortero y materiales inertes que no sobrepasen el tamiz #200 de granulometría.

II.Residuos comunes inertes de material fino

1. Residuos finos no expansivos.

Arcillas (caolín), limos y residuos inertes, poco o no plásticos y expansivos que sobrepasen el tamiz #200 de granulometría.

2. Residuos finos expansivos.

Arcillas (montmorillonitas), y lodos inertes con gran cantidad de finos altamente plásticos y expansivos que sobrepasen el tamiz #200 de granulometría.

III.Residuos comunes no inertes

1. Residuos no pétreos. Plásticos, PVC, maderas, cartones, papel, siliconas, vidrios, cauchos.

IV.Residuos metálicos

1.Residuos carácter metálico

Acero, hierro, cobre, aluminio, estaño y zinc.

V.Residuos orgánicos

1. Residuos de podones. Residuos de tierra negra.

2.Residuos de sepedones

Residuos vegetales y otras especies bióticas.

22

(1) De acuerdo al sistema internacional unificado de clasificación de suelos (Unified

Soil Clasification System Uscs), la diferenciación entre los residuos y materiales

gruesos y los finos se establece, por el paso de la malla o tamiz #200 de

granulometría (0,075m) al igual que sus propiedades para usos de construcción.

(2) Es de considerar que las lutitas o rocas arcillosas de tamaño semejante a un

residuo pétreo que se presentan en algunas partes de la ciudad, tienen

propiedades expansivas que no permiten emplearlas para el uso de las

segmentaciones en la construcción por su composición (mezcla de arcillas y limos

expansivos.

2.1.2. DISPOSICIÓN FINAL DE RCD

Que por su parte el artículo 23 del Decreto 838 de 2005, por el cual se modifica el

Decreto 1713 de 2002 sobre disposición final de residuos sólidos y se dictan otras

disposiciones señala que:

“Los escombros que no sean objeto de un programa de recuperación y

aprovechamiento deberán ser dispuestos adecuadamente en escombreras cuya

ubicación haya sido previamente definida por el municipio o distrito, teniendo en

RC

D N

O A

PR

OV

EC

HA

BL

ES

I.Residuos contaminantes

1.Residuos peligrosos

Desechos de productos químicos, emulsiones, alquitrán, pinturas, disolventes orgánicos, aceites, asfaltos, resinas, plastificantes, tintas, betunes, barnices, tejas de asbestos, escorias, plomo, cenizas volantes, luminarias convencionales, y fluorescentes, desechos explosivos, y otros elementos peligrosos.

2.Residuos especiales Polietileno- icoport, cartón, yeso (drywall), lodos residuales de compuestos.

3.Residuos contaminados

Materiales pertenecientes a los grupos anteriores que se encuentren contaminados con residuos peligrosos y especiales.

23

cuenta lo dispuesto en la Resolución 541 de 1994 del Ministerio del Ambiente,

Vivienda y Desarrollo Territorial o la norma que la sustituya, modifique o adicione y

demás disposiciones ambientales vigentes”.10

2.1.2.1. Sitios autorizados para disposición final de RCD.

Lugar autorizado por la autoridad ambiental competente para recibir el material

residual, producto del aprovechamiento en los CTA o CRED y todo aquel RCD de

origen pétreo que por sus características físicas no pudo ser objeto de

aprovechamiento.11

Centros de Tratamiento y/o Aprovechamiento (CTA): Sitios en donde se realizan

actividades de separación, clasificación, tratamiento y almacenamiento temporal de

los RCD implementando las medidas ambientales que manejen los impactos

generados, para la producción de materiales de construcción.

Centro de transferencia: Sitio adicional autorizado propiedad de un Centro de

Aprovechamiento de RCD destinado para el acopio temporal de RCD

aprovechables, cuya operación está dirigida a acortar distancias para el

transportador. Es de aclarar que el traslado del material a los Centros de

Aprovechamiento se convierten desde allí en responsabilidad del operador del

Centro de transferencia en estas zonas solo se acopia material que podrá

aprovechar el Centro de Aprovechamiento de RCD que servirán para la elaboración

de materiales de construcción. En ningún caso este podrá realizar labores de

transformación. Estos Centros de transferencia deberán cumplir con las mismas

condiciones ambientales exigidas a los Centros de Aprovechamiento de RCD y se

autorizarán previo concepto de la SDP para su localización y de la SDA para su

funcionamiento. Las empresas que deseen contar con centros de transferencia

deberán realizar el trámite ante la SDA.

Sitio de disposición final: lugar autorizado destinado para recibir y acopiar de

forma definitiva el material residual del aprovechamiento en las plantas y todo aquel

10 Decreto Número 586, ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ, D. C, 2015. 11 Secretaria Distrital de Ambiente, Tratamiento y disposición. Recuperado de: http://ambientebogota.gov.co/es/web/escombros/disposicion

24

RCD que pétreo que por sus características físicas no pudo ser objeto de

aprovechamiento.12

2.1.3. APROVECHAMIENTO DE RCD

2.1.3.1. Métodos o formas de aprovechamiento.

Procesos de reciclaje de los RCD

Cuando una carga de escombros llega a la planta de reciclaje, normalmente llega

con muchos tipos de residuos mezclados: se pueden encontrar desde ladrillos,

hormigón, escayolas, restos de cerámica, hasta hierros, maderas, plásticos,

cartones y envases.13

Para conseguir el reciclaje y valorización de estos escombros se utilizan una serie

de procesos mecánicos, cuya finalidad es separar los residuos por tipo y tamaño y

poder destinarlos de nuevo a otros usos, como estabilizar suelos y carreteras,

mantenimiento de vías, rellenos, etc.

Recepción del material. Es el primer paso. El camión con la carga del residuo llega

a planta, donde es pesado, identificado y se anota su procedencia.

Separación de residuos. En una primera selección, se separan los residuos más

voluminosos e impropios, como maderas, hierros, cartones y plásticos. Obviamente,

los residuos de menor tamaño no se pueden quitar en esta fase y siguen en la

cadena junto a los escombros, tierras, etc.

Tromel. Este tambor es un cilindro metálico formado por mallas o chapas

perforadas que gira sobre su eje: el resultado es un cribado de material, que

consigue separar los sólidos por tamaño.

Separación neumática. Es un equipo que emplea chorros de aire para separar los

residuos menos densos o pesados de los más densos o pesados.

En una planta de reciclaje de escombros, lo que consigue esta etapa del proceso

es separar los restos de plástico, cartón y papel de las tierras, piedras y escombros.

12 Secretaria Distrital de Ambiente, Tratamiento y disposición. Recuperado de: http://ambientebogota.gov.co/es/web/escombros/disposicion 13 Adecuación de oficinas para relaciones internacionales y help Center en la segunda planta de la biblioteca central. Gestión de Residuos. (junio del 2014) Carmen Gomez sarasa. Juan Carlos Citores Alonso.

25

Separación magnética. Este es un equipo que consiste es un potente imán que

atrae todos los restos y materiales férricos del montón de escombros mientras

avanzan a través de una cinta transportadora.

Clasificación manual. Los residuos siguen su viaje a través de la cinta

transportadora, donde pasa por la fase de clasificación manual. En esta, varios

operarios se encargan de inspeccionar el material y separarlo según tipos.

Trituración. El último paso, es triturar todos los residuos a diferentes tamaños,

según el objetivo de utilización que tenga la partida en cuestión.14

Reciclaje de PVC.

Los compuestos de PVC (policloruro de vinilo) son muy fáciles de reciclar física,

química y energéticamente. Tras la separación mecánica, la trituración, el lavado y

el tratamiento para eliminar impurezas, se vuelven a procesar mediante diversas

técnicas (gránulos y polvo) y se reutilizan en la fabricación. Algunos de los

elementos principales compuestos por PVC en los inmuebles son las

tuberías/conexiones y marcos de ventanas. En toda Europea hay Estados

miembros y regiones en los que los marcos de PVC de las ventanas se separan en

origen y se recogen de forma independiente. En algunos casos dichos marcos de

ventanas pueden donarse sin coste a centros de recogida. El PVC se recicla para

fabricar nuevos marcos de ventanas y se ha desarrollado la tecnología necesaria

para reciclar tuberías de PVC y fabricar tuberías nuevas. De hecho, esto se lleva a

cabo a escala industrial desde principios de siglo.15

Reciclaje de madera.

La madera puede reciclarse para elaborar paneles de aglomerado. En 2014, el

sector europeo de paneles de madera en los países miembros de la European

Wood-based Panels Federation (EPF) consumió 18,5 millones de toneladas de

materia prima maderera. La proporción media de madera recuperada fue del 32 %

y las otras categorías fueron la madera en rollo procesada (29 %) y los productos

industriales secundarios (39 %). La madera recuperada seguía utilizándose como

principal fuente de materia prima en Bélgica, Dinamarca, Italia y Reino Unido.

Austria, Alemania, España y Francia también utilizaban importantes cantidades de

madera recuperada para la fabricación de paneles de aglomerado, lo cual refleja el

14 Proceso de reciclaje de escombros, 2014 www.recytrans.com/blog en Español 15 Fédération Internationale du Recyclage (FIR), 2016 y www.vinylplus.eu en inglés y francés

26

gran problema de la disponibilidad de madera. Otros países europeos siguen

utilizando principalmente la madera en rollo y los residuos industriales debido a la

ausencia de sistemas de recogida eficientes o debido a que existe una menor

presión por parte del incentivado sector bioenergética. El porcentaje de residuos de

RCD en la proporción de madera recuperada para la producción de paneles es

bastante reducido en la actualidad, pero está aumentando gracias a la mejora de la

separación en origen y a la recogida en los emplazamientos de construcción y

demolición.16

Reciclaje y reutilización de lana mineral.

La lana mineral puede reciclarse para fabricar nuevos productos de lana mineral y

puede servir como materia prima para la fabricación de ladrillos y tejas, por ejemplo.

Los residuos de construcción de lana mineral aparecen en cantidades muy

pequeñas en las obras de construcción o reforma. Ya que la lana mineral es flexible

por naturaleza, a menudo los materiales residuales se reutilizarán inmediatamente

in situ para llenar huecos, por ejemplo, por lo que se generarán cantidades de

residuos muy reducidas. Es posible desde el punto de vista técnico reciclar este flujo

de residuos limpios, pero es un proceso que resulta costoso y depende de las

infraestructuras en lo que respecta a todos los interesados. Los requisitos de

demolición selectiva y separación de flujos de residuos son condición indispensable,

mientras que en muchas ocasiones será necesaria una clasificación posterior para

garantizar un flujo de residuos lo suficientemente limpio.17

Alternativas de gestión para los RCD en general.

Los diferentes residuos que se originan en la construcción y demolición de las obras

pueden ser sometidos a los procedimientos de gestión. Algunos materiales admiten

ser aprovechados y otros no, por lo que solo pueden ser llevados a un sitio de

disposición final. En la tabla 2 se muestran las alternativas de aprovechamiento.18

16 European Panel Federation (EPF) y Europanels, www.europanels.org, 2016 en inglés 17 European Insulation Manufacturers Association (EURIMA), 2016, http://www.eurima.org/ en inglés 18 Guía para la elaboración del plan de gestión integral de residuos de construcción y demolición (RCD) en obra, SECRETARÍA DISTRITAL DE AMBIENTE – SDA, Colombia 2014.

27

Tabla 2. Alternativas de aprovechamiento de los RCD

RESIDUO ALTERNATIVAS DE USO

CONCRETOS

Reutilizar para rellenos

Reutilizar como prefabricados

Reciclar como grava suelta

Reutilizar en asfaltos fríos

Reciclar como granulado

CERAMICOS

Reciclar como adoquín

Reciclar como fachada

Reciclar para acabados

ASFALTO Reutilizar como masa para rellenos

Reciclar como asfalto

METALES Reutilizar para la aplicación en otros productos

Reciclar como alineación

MADERA Reutilizar para casetones, vallados y linderos

Reciclar para tableros y aglomerados

VIDRIOS Reciclaje para vidrio

PETREOS Reutilizar como áridos, finos y gruesos

PLASTICOS Reciclar como plástico

TEJAS, BLOQUES, ENTRE OTROS

Reciclar como base para nuevos productos

TIERRA DE EXCAVACION

Reutilizar como relleno y recuperación de talud

Estabilización de suelos

ELEMENTOS ARQUITECTONICOS

Reutilizar como nuevos productos

Materiales reutilizables, constituidos fundamentalmente por piezas de acero

estructural, elementos de maderas de calidad y/o recuperados en buen estado,

piezas de fábricas (ladrillo, bloque, mampostería), tejas (cerámicas y de pizarra) y

tierras de excavación. En ciertos casos, la mezcla de residuos de construcción y

demolición no seleccionada, pero libre de "impurezas" puede ser directamente

28

utilizada como material de relleno, subbases de carreteras o pavimento en vías

temporales de tránsito de vertederos.19

Materiales reciclables, constituidos fundamentalmente por metales (férreos y no

férreos), plásticos y vidrio. Estas fracciones, en la medida que pueden recuperarse

libres de impurezas, son susceptibles de incorporarse al mercado del reciclado para

dar lugar a los mismos o similares productos que originaron el residuo.

Materiales destinados a la fabricación de productos secundarios, aparte de los

metales, plásticos y vidrio que, además de reciclarse se pueden destinar a este fin,

son fundamentalmente los materiales pétreos, cerámicos (ladrillos), hormigón y

pavimentos bituminosos los que pueden dedicarse a la fabricación de productos

secundarios.

2.2. NORMATIVIDAD SOBRE APROVECHAMIENTO

2.2.1. NORMATIVA DISTRITAL (BOGOTÁ)

2.2.1.1. Decreto 838 de 2005

Se establecen los criterios a tener en cuenta para la identificación y selección de

áreas para la localización de los lugares encargados de realizar el acopio de los

residuos, accesibilidad a estos lugares dispuestos, material de cobertura, cercanía

a cuerpos hídricos, capacidad de recepción de material y cercanía a la población.20

2.2.1.2. Decreto 586 de 2015

“Por medio del cual se adopta el modelo eficiente y sostenible de gestión de los

Residuos de Construcción y Demolición - RCD en Bogotá D.C.”. El cual propende

por su mayor recuperación y reincorporación en los procesos constructivos de la

ciudad, por medio de la participación de los agentes del ciclo, el uso de herramientas

e infraestructuras y su implementación a través de líneas programáticas, a corto,

mediano y largo plazo.

Buscando implementar en la ciudad un modelo sustentable para la gestión de RCD

que integre de manera articulada las líneas programáticas de actuación en los

19 Reciclado de materiales de construcción, (septiembre de 1997) Alfonso Aguilar, INGURU Consultores S.A. 20 DECRETO 838 DE 2005, Por el cual se modifica el Decreto 1713 de 2002 sobre disposición final de residuos sólidos y se dictan otras disposiciones. PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA DE COLOMBIA

29

aspectos ambientales, sociales y económicos, teniendo en cuenta los siguientes

principios: Planes de Gestión de RCD en obras públicas y privadas, la reutilización

y/o tratamiento in situ de los materiales residuales en obra, tratamiento y

aprovechamiento de los RCD, para el desarrollo de nuevos productos y materiales

que se integren nuevamente en los ciclos productivos y económicos, haciéndolos

competitivos frente a los ya existentes, disposición final de la mínima fracción no

aprovechable de RCD en sitios autorizados por la autoridad ambiental, interacción

en la gestión de RCD los gestores de producción y aprovechamiento, los gestores

autorizados y las entidades públicas y ciudadanía en general, acciones destinadas

a consolidar procesos de innovación tecnológica e investigación para la gestión

integral de RCD en Bogotá, acciones destinadas a consolidar procesos de

cooperación técnica, local, nacional e internacional para la gestión de RCD,

seguimiento para la gestión integral de RCD en Bogotá.21

2.2.1.3. Resolución 0932 de 2015

Se establecen las modificaciones a la resolución 1115 de 2012 “lineamientos

Técnico - Ambientales para las actividades de aprovechamiento y tratamiento de los

residuos de construcción y demolición en el Distrito Capital.” En la que se modifican

las responsabilidades para los grandes generadores de RCD, como lo son el reporte

de cantidades de producidas, manejo en obra, reporte de cantidades reutilizadas, y

la eficiencia que tiene el generador mes a mes en la inversión realizada de este en

las obras.22

2.2.2. NORMATIVIDAD NACIONAL.

2.2.2.1. Resolución 541 de 1994

Por medio de la cual se regula el cargue, descargue, transporte, almacenamiento y

disposición final de escombros, materiales, elementos, concretos y agregados

sueltos, de construcción, de demolición y capa orgánica, suelo y subsuelo de

excavación.23

2.2.2.2. Resolución No. 472 de 2017.

21 DECRETO 586 DE 2015, “Por medio del cual se adopta el modelo eficiente y sostenible de gestión de los Residuos de Construcción y Demolición - RCD en Bogotá D.C.”, ALCALDIA MAYOR DE BOGOTÁ, D. C. 22 RESOLUCIÓN No. 00932,(Julio del 2015) por la cual se modifica y adiciona la resolución 1115 de 2012, Secretaría Distrital de Ambiente. 23 Resolución No. 541, Ministerio del medio ambiente, 14 de Diciembre de 1994.

30

Que los artículos 79, 80 y 95 de la Constitución Política de Colombia establecen la

obligación del Estado de proteger la diversidad del ambiente, prevenir y controlar

los factores de deterioro ambiental y el derecho de todas las personas a gozar de

un ambiente sano; así mismo consagran como deber de las personas y el ciudadano

proteger los recursos culturales y naturales del país y velar por la conservación de

un ambiente sano.

Que entre las afectaciones ambientales generadas por la inadecuada gestión de

Residuos de Construcción y Demolición – RCD (anteriormente denominado

escombros), se encuentran la contaminación al aire, al agua y al suelo.

Que se ha incrementado la generación de RCD, confirme al diagnóstico integral del

modelo actual de la gestión de residuos en Colombia, en el año 2011 se produjeron

en las ciudades de Bogotá, Medellín, Santiago de Cali, Manizales, Cartagena,

Pereira, Ibagué, Pasto, Barranquilla, Neiva, Valledupar y San Andrés 22.270.338

toneladas de RCD.24

2.2.2.3. Decreto 596 del 2016

Que el artículo 14.24 de la Ley 142 de 1994, modificado por el artículo 1° de la Ley

689 de 2001, define el servicio público de aseo como "El servicio de recolección

municipal de residuos principalmente sólidos. También se aplicará esta ley a las

actividades complementarias de transporte, tratamiento, aprovechamiento y

disposición final de tales residuos. Igualmente incluye, entre otras, las actividades

complementarias de corte de césped y poda de árboles ubicados en las vías y áreas

públicas; de lavado de estas áreas, transferencia, tratamiento y aprovechamiento".25

2.2.2.4. Ley 1259 de 2008

La finalidad de la presente ley es crear e implementar el Comparendo Ambiental

como instrumento de cultura ciudadana, sobre el adecuado manejo de residuos

sólidos y escombros, previendo la afectación del medio ambiente y la salud pública,

mediante sanciones pedagógicas y económicas a todas aquellas personas

naturales o jurídicas que infrinjan la normatividad existente en materia de residuos

24 Resolución No. 0472, Ministerio de ambiente desarrollo sostenible, 28 Febrero 2017. 25 Decreto No. 596, Ministerio de ambiente 11 Abril 2016

31

sólidos; así como propiciar el fomento de estímulos a las buenas prácticas

ambientalistas.26

2.3. ASFALTO DENSO EN FRÍO

El asfalto denso en frío es una composición entre agregados que

predominantemente es fino más un ligante asfáltico bituminoso diluido en agua

(emulsión) en diferentes concentraciones, y que es posible fabricar, extender y

compactar a temperatura ambiente.27

2.3.1. PRINCIPALES USOS.

Las principales aplicaciones del asfalto denso en frío son:

Mejoramiento en la estructura de pavimento (Pueden ser utilizadas como

sub-base o bases granulares de una estructura).

Como carpetas de rodadura, pero para tráficos de medio o bajo tipo NT1.28

2.3.2. AGREGADO PARA ASFALTO DENSO EN FRIO

En el Art 440. Inv.29 Dispone como elaborar, transportar, colocar y compactar una o

más capas de mezcla asfáltica densa en frio de acuerdo a las especificaciones

establecidas en los planos o determinados por el inventor.

El numeral 440.2.1 se describe los agregados para el asfalto denso en frío y hace

referencia específica a los agregados pétreos y el llenante mineral los cuales deben

satisfacer los requisitos generales especificados en la siguiente tabla:

26 LEY 1259 DE 2008, El Congreso de Colombia. Diciembre 19 del 2008. 27 Emulsiones Asfáltica. (Junio del 2008) Ronald Mercado, Carlos Bracho y Jorge Avendaño, Laboratorio de Formulación, interfaces, reología y procesos, Universidad de los Andes. 28 Evaluación de alternativas de pavimentación para vías de bajos volúmenes de tránsito, (2015) Walter Chavarro Acuña; Universidad Católica de Colombia. 29 Especificaciones generales de construcción de carreteras del Instituto Nacional de Vías en el Articulo 400 Capitulo 4 Pavimentos Asfalticos.

32

Tabla 3. Requisitos de los agregados para mezclas asfálticas densas en frío.

Los agregados que intervienen en esta mezcla son:

33

2.3.2.1. AGREGADO GRUESO

El agregado grueso es el material retenido en el tamiz de 4.75 mm (No. 4). Este material deberá proceder de la trituración de piedra de cantera o de grava natural, o una combinación de ambas, sus partículas deben ser limpias, resistentes y durables, controlando las partículas planas, alargadas, blandas o deleznables. No debe estar contaminado con polvo, tierra, terrones de arcilla, o sustancias que puedan impedir la adhesión completa con el asfalto, y la durabilidad de la mezcla compactada. Este agregado debe cumplir con la tabla 550.1 de la norma IDU 550-11.30 Tabla 4. Requisitos del agregado grueso para mezclas asfálticas en frio.31

El agregado fino es el material que está entre los tamices de 4.75 mm (No. 4) y 75 μm (No. 200). El agregado fino deberá proceder en su totalidad de la trituración de piedra de cantera o de grava natural, o parcialmente de fuentes naturales de arena. Además deben cumplir con ser duros, limpios y de superficie rugosa y angular, también deben estar libres de sustancia que impida la adhesión del asfalto. Este agregado debe cumplir con la tabla 550.2 de la norma IDU 550-11.

30 Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0. 31 Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0.

34

Tabla 5. Requisitos del agregado fino para mezclas asfálticas en frio 32

2.3.2.2. AGREGADO FINO

Se denominará agregado fino a la porción comprendida entre los tamices de 4.75

mm (No. 4) y 75 µm (No. 200). El agregado fino deberá proceder en su totalidad de

la trituración de piedra de cantera o de grava natural, o parcialmente de fuentes

naturales de arena.

Los granos del agregado fino deberán ser duros, limpios y de superficie rugosa y

angular. El material deberá estar libre de cualquier sustancia que impida la adhesión

del asfalto, cualquiera sea la capa de mezcla asfáltica en frío en la cual se utilice. 33

32 Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0. 33 Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0

35

Nota (1). En este análisis se deben describir y clasificar los constituyentes de la

muestra de agregado, y determinar sus cantidades relativas, identificar tipos y

variedades de rocas, la presencia de minerales química y volumétricamente

inestable o reactiva, grado de meteorización o alteración, nivel de porosidad y

posible presencia de contaminantes en los agregados presentándolo en

porcentajes. Se debe establecer un concepto sobre la forma de adherencia posible

del asfalto con el agregado en relación a la acidez de los materiales y el tipo de

asfalto a usar.

2.3.2.3. LLENANTE MINERAL

El llenante mineral es un material no arcilloso que pasa el tamiz No. 200. Se incorpora a la mezcla con el fin de aumentar la estabilidad, y disminuir el porcentaje de asfalto necesario para obtener un determinado porcentaje de vacíos en la mezcla. Una pequeña cantidad de llenante mineral puede reducir el contenido óptimo de asfalto34. El llenante mineral es un factor importante que afecta a la durabilidad, por esta razón se debe controlar estrictamente su cantidad y su calidad. Este material debe cumplir con la tabla 550.3 de la norma IDU 550-11. Tabla 6. Requisitos de llenante mineral para mezclas asfálticas en frio35

2.3.3. GRANULOMETRIA DE MATERIAL

34 Caracterización física de los agregados pétreos de la cantera agresur vereda San Jose municipio de Funes, departamento de Nariño y obtención del porcentaje óptimo de asfalto para el diseño de la mezcla asfáltica mediante el “método Marshall” (Noviembre del 2013) Ing. Javier Enriquez Bravo, Universidad de Nariño. 35 Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0.

36

La granulometría es la mezcla de los agregados grueso y fino, y la llenante mineral, deberá ajustarse en cuanto a su granulometría, a las exigencias que se presenten en la tabla 550.4 de la norma IDU 550-11. Para prevenir segregaciones y garantizar la compactación y resistencia exigidas el material deberá ajustarse a una curva granulométrica uniforme, paralela a los límites de la franja por utilizar, sin saltos bruscos de la parte superior de un tamiz a la inferior del tamiz adyacente y viceversa. Según lo dispuesto en el proyecto se indicarán cuál deberá ser la granulometría por aplicar en cada caso específico, dependiendo del tipo de capa y su espesor y siguiendo los criterios de la Tabla 550.5 de la norma IDU 550-11. Tabla 7. Granulometría para mezclas asfálticas en frio36

Tabla 8. Tipo de mezcla en función del espesor de la capa37

La Proporción de finos y Actividad se determinará sobre el agregado finalmente obtenido mediante la combinación de las distintas fracciones, incluido el llenante mineral, y deberá cumplir los requisitos que se exigen en la Tabla 550.6 de la norma IDU 550-11.

36 Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0. 37 Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0.

37

Tabla 9. Requisitos de proporción de finos38

2.4. ESPECIFICACIONES ADICIONALES SEGÚN NORMATIVA INVIAS

2.4.1. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE

TAMAÑOS MENORES DE 37.5 mm (1 ½”) POR MEDIO DE LA

MAQUINA DE LOS ANGELES. I.N.V.E – 218 – 07

Este ensayo mide la degradación de un agregado pétreo con una composición

granulométrica definida, como resultado de una combinación de acciones que

incluyen abrasión, impacto y molienda en un tambor de acero rotatorio que contiene

un número determinado de esferas metálicas, el cual depende de la granulometría

de la muestra de ensayo. A medida que gira el tambor, una pestaña de acero recoge

la muestra y las esferas de acero y las arrastra hasta que caen por gravedad en el

extremo opuesto del tambor, creando un efecto de impacto y trituración. Entonces,

la muestra y las esferas ruedan dentro del tambor, hasta que la pestaña las levanta

y se repite el ciclo, tras el número especificado de revoluciones, se retira el

contenido del tambor y se tamiza la porción de agregado para medir la degradación,

como un porcentaje de perdida.39

2.4.2. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO.

I.N.V.E. – 220 – 07

Este ensayo se usa para determinar la resistencia que presenta los agregados a la

desintegración por acción de soluciones saturadas, obteniendo así información útil

sobre la calidad que poseen los agregados al estar sometidos a acciones de

38 Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0. 39 Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos, I.N.V. E – 218 – 07 Resistencia al desgaste de los agregados de tamaños menores de 37.5 mm (1 ½”) por medio de la máquina de los ángeles.

38

agentes atmosféricos, y con estos calcular las perdidas admisibles que se puede

permitir en los agregados durante su vida útil.40

2.4.3. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS

AGREGADOS. I.N.V.E – 227 – 07

Este ensayo se usa para conocer e incrementar la resistencia al corte

incrementando la fricción entre partículas en mezclas de agregado ligadas o no

ligadas. Otro propósito es dar estabilidad a los agregados usados en tratamientos

superficiales y proporcionar mayor fricción y textura para agregados usados en

capas superficiales de pavimento.41

2.4.4. ÍNDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS

AGREGADOS PARA CARRETERAS. I.N.V.E – 230 – 07

Este ensayo se usa para conocer la manejabilidad y consistencia de la mezcla, así

como las propiedades de durabilidad y resistencia que en los agregados es un

estimativo de calidad del agregado debido a que las partículas planas y alargadas

generan problemas en la compactación porque suelen partirse durante el transporte

y en la mezcla se presenta una mayor cantidad de partículas pequeñas causando

perdida de la resistencia.42

2.4.5. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO AL

DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO DE

MICRO-DEVAL. I.N.V.E. – 238 – 07

Este ensayo sirve para determinar la pérdida por abrasión de agregados gruesos

en presencia de agua por medio del aparato de Micro Deval, Muchos agregados

son más débiles en estado húmedo que secos y el uso del agua en este ensayo

mide esta reducción de resistencia en contraste con otros ensayos que se realizan

con agregados secos solamente. Proporciona información útil para juzgar la

resistencia desgaste/abrasión y durabilidad/solidez de agregados sujetos a abrasión

40 Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos, I.N.V. E – 220 – 07 Sanidad de los agregados frente a la acción de las soluciones de sulfato de sodio o de magnesio. 41 Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos, I.N.V. E – 227 – 07 Porcentaje de caras fracturadas en los agregados. 42 Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos, I.N.V. E – 230 – 07 índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados para carreteras.

39

y acción de desintegración con el medio ambiente cuando no existe información

adecuada de este tipo de comportamiento.43

3. TRABAJO REALIZADO POR LOS INVESTIGADORES

3.1. ACTIVIDADES DE LA INVESTIGACION

Las actividades realizadas son

Investigación teórica.

Investigación normatividad y legislación del tema.

Entrega de primer informe.

Establecer requerimientos de normas Invias para laboratorios de muestras.

Realización de estudios y laboratorios de los materiales.

Análisis e interpretación de datos obtenidos.

Elaboración de informe de los datos obtenidos con el fin de decir si la muestra

cumple con el requerimiento para ser apta.

Si la muestra no es apta se hace las modificaciones pertinentes en su

granulometría y se repiten los tres pasos anteriores hasta conseguir una apta.

Elaboración y entrega del documento final.

3.2. INVESTIGACIÓN TEÓRICA

Se investigaron las bases teóricas y los fundamentos del trabajo a seguir, buscando

en primer lugar que es un RDC, su clasificación, disposición final y forma más óptima

de aprovechamiento, lo cual es suma importante definir para conocer qué tipo de

materiales sirven para el desarrollo del proyecto y como se pueden aprovechar de

la forma más optima. Posteriormente se indaga sobre las normatividades sobre el

aprovechamiento de RDC de manera Distrital como Nacional, para tener una

contextualización a que normas y leyes se debe cumplir el desarrollo del proyecto.

43 Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos, I.N.V. E – 238 – 07 Determinación de la resistencia del agregado al desgaste por abrasión utilizando el aparato de micro-deval.

40

Seguido a esto se define el Asfalto denso en frío el cual es la aplicación final del

proyecto, se da un recorrido por los principales usos, una perspectiva general en

agregado para el asfalto y la granulometría que debe cumplir.

Para dicha investigación se utilizó bibliografía de autores conocidos en el tema,

usándose los libros Manual de RCD y Áridos reciclados del autor Manuel Bustillo

Revuelta de la Editorial Fueyo Editores publicado en Madrid 2010 y el Manuel de

demoliciones, reciclaje y manipulación de materiales, Autores Varios, de la editorial

Fueyo editores, publicado en Madrid 2003.

Esto se llevó a cabo en la biblioteca de la Universidad Distrital Francisco José de

Caldas y en la biblioteca Luis Ángel Arango, dando inicio y bases para el inicio de

la monografía antecediendo a los laboratorios y clasificación de materiales que

cumplen las exigencias demarcadas.

3.3. SELECCIÓN DE LA MUESTRA Y REALIZACIÓN DE LABORATORIOS.

La selección de la muestra se realizó empleando la información y los conocimientos adquiridos en el segundo capítulo de la presente monografía y profundizando en cada uno de ellos. Para el desarrollo de los laboratorios se consultó la normatividad vigente instaurada por Invias la cual dictamina que tipo de material RCD puede ser considerado para aplicar en asfalto denso en frío. Para poder saber de forma más fácil que tipo de materiales RCD se acogen a esta indicación debemos realizarle cierta cantidad de pruebas de laboratorio que también son determinadas y restringidas por Invias.

3.4. TOMA, CÁLCULO Y ANÁLISIS DE DATOS

La toma de datos se realizó en el laboratorio de suelos de construcciones civiles de

la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Facultad Tecnológica, con la

asesoría de laboratorista encargado.

Todas las tablas, gráficas, los cálculos e iteraciones de estos fueron realizados por

los investigadores usando herramientas informáticas del software Microsoft EXCEL

2010 del paquete office.

41

4. IMPLEMENTACIÓN EN ASFALTO DENSO FRÍO DE LA

DOSIFICACIÓN ÓPTIMA DE AGREGADO DE APROVECHAMIENTO

OBTENIDO DE LA MEZCLA DE AGREGADO PÉTREO Y DE

TRITURADO DEL CONCRETO PROVENIENTE DE RCD.

4.1. MATERIALES

4.1.1. Triturado de concreto proveniente de RCD.

Se necesita para el desarrollo del proyecto una muestra considerable de triturados

del concreto proveniente de RCD, teniendo en cuenta que es suficiente para la

realización de todos los laboratorios.

4.1.2. Agregados para asfalto.

Es importante el tener agregados pétreos para mezclar con triturados de concreto

proveniente de RCD para darle las propiedades solicitadas por las normas.

4.1.3. Materiales que se requiere para los laboratorios.

Los laboratorios requeridos por la norma de Invias exigen el uso de diferentes

materiales para el desarrollo de estos, como por ejemplo son sulfato de magnesio,

sulfatos de sodio, agua, recipientes entre otros, los cuales se especifican

detalladamente en el numeral 2.4.

4.2. MÁQUINAS Y EQUIPOS.

4.2.1. MÁQUINA DE LOS ÁNGELES

La máquina para el ensayo de desgaste de Los Ángeles consiste en un cilindro

hueco de acero con una longitud interior de 508 ± 5 mm y un diámetro interior de

711 ± 5 mm fabricado con una placa de acero de espesor entre 11,5 y 13 mm.

La máquina será accionada y contrabalanceada de forma tal, que debe mantener la

velocidad periférica básicamente uniforme. La perdida de velocidad y el

42

deslizamiento del mecanismo de transmisión son causa frecuente de que los

resultados del ensayo no coincidan con los obtenidos en otra máquina de desgaste

de los ángeles con velocidad periférica constante.

La base de la máquina deberá estar apoyada sobre un piso de concreto o de bloque

de roca, convenientemente nivelado.44

Ilustración 1 Máquina de los ángeles, Facultad tecnológica, Laboratorio de suelos, 2018

4.2.2. APARATO MICRO-DEVAL.

Se compondrá de uno a cuatro cilindros huecos, de una capacidad de 5 litros, con

un diámetro interior de 200 ± 1mm y una longitud útil, medida desde el fondo hasta

el interior de la tapa de 175 ± 1 mm. Los cilindros estarán fabricados con acero

inoxidable de espesor superior o igual a 3mm. Se apoyarán sobre dos soportes

cilíndricos de eje horizontal. Cuenta con un motor (de al alrededor de 1 kW en

general) capaz de producir en los cilindros una velocidad de rotación regular de 100

± 5 rpm. Además, la carga abrasiva esta constituido por bolas esféricas de 9,5 ±5

de diámetro, de acero inoxidable.45

44 I.N.V. E. – 218 – 07 Resistencia al desgaste de los agregados de tamaños menores de 37.5 mm (1 ½’’) por medio de la máquina de los ángeles. Invias. 45 I.N.V. E. – 238 – 07 Determinación de la resistencia del agregado grueso al desgaste por abrasión utilizando el aparato micro-deval. Invias.

43

Ilustración 2 Máquina de los micro-deval, Facultad tecnológica, Laboratorio de suelos,

concretos y pavimentos; 2018

4.2.3. CALIBRADORES METALICOS.

Dos juegos de calibradores metálicos, uno de ranuras (calibrador de espesores) y

otro de barras (calibrador de longitudes), cuyas dimensiones estarán

estandarizadas según la norma46 y en la siguiente tabla.

Ilustración 3 Calibradores, Facultad tecnológica, Laboratorio de suelos, concretos y

pavimentos; 2018

46 I.N.V. E – 230-07 Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados para carreteras. Invias.

44

Tabla 10. Dimensiones de los calibradores para para espesor y longitud.47

El tamiz de barras paralelas sustituye al calibrador de espesores.

4.2.4. SERIE DE TAMICES

Se dispondrá de la serie de tamices de ensayo adecuada para obtener la

información deseada de acuerdo con las especificaciones para el material que se

ensaya. Los marcos de los tamices se deberán acoplar de forma que se evite

cualquier pérdida de material durante el proceso de tamizado.48

Ilustración 4 Tamices, Facultad tecnológica, Laboratorio de suelos, concretos y

pavimentos; 2018

47 I.N.V. E – 230-07 Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados para carreteras. Invias. 48 I.N.V. E – 213 – 07 Análisis granulométrico de agregados gruesos y finos. Invias.

45

Tabla 11. Distintos tamaños de tamices.49

4.2.5. OTROS INSTRUMENTOS.

Horno ventilado: Horno regulado por termostato que mantenga la

temperatura a 110 ± 5 °C u otro aparato que permita el secado de los

agregados sin causar la rotura de las partículas.

Balanza: Debe tener una capacidad suficiente y sensibilidad de 0,1 gramo

para pesar el agregado fino y para agregado grueso.

Recipientes para muestras: Recipientes en polímeros para contener las

soluciones, muestras o lo que se requiera y realizar la pruebas que así lo

necesiten.

Equipo misceláneo: Cuarteador de agregados, bandejas, espátulas, etc.

49 Manual de especificaciones técnicas de diseño y construcción de parques y escenarios públicos de Bogotá D.C. Capitulo 16. I D R D.

46

5. CÁLCULOS Y ANÁLISIS DE DATOS

5.1. PRIMERA RONDA DE LABORATORIOS, 100% RCD.

5.1.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO

El análisis granulométrico tiene por objeto la determinación cuantitativa de la

distribución de tamaños de partículas de suelo. La norma I.N.V. E. – 123 – 07

describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los

distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 75 μm (No.200).

En la operación de tamizado manual se sacude(n) el tamiz o tamices con un

movimiento lateral y vertical acompañado de vibración y recorriendo circunferencias

de forma que la muestra se mantenga en movimiento continuo sobre la malla. En

ningún caso se permite girar o manipular manualmente fragmentos de la muestra a

través de un tamiz. Al desmontar los tamices debe comprobarse que la operación

está terminada; esto se sabe cuándo no pasa más del 1 % de la parte retenida al

tamizar durante un minuto, operando cada tamiz individualmente. Si quedan

partículas atrapadas en la malla, deben separarse con un pincel o cepillo y reunirlas

con lo retenido en el tamiz.50

Se determina la masa de cada fracción en una balanza con una sensibilidad de 0.1

%. La suma de las masas de todas las fracciones y la masa inicial de la muestra no

debe diferir en más de 1 %.

Para la primera muestra se tomaron 7.113,10 g la cual a los cuales se les realizó el

procedimiento de tamizado, pesaje y cálculos necesarios lo cual de dejo los

siguientes resultados en forma tabulada.

50 I.N.V. E – 123 – 07 Análisis granulométrico de agregados gruesos y finos. Invias.

47

Tabla 12. Resultados 1ra granulometría 100% RCD.

Se realizó la gráfica de tamaño de tamiz contra el porcentaje de muestra que pasa

para poder visualizar más fácil los resultados.

Grafica 1. Resultado de la 1ra granulometría 100% RCD.

48

Se hace la comparación tanto numérica como gráfica con la norma técnica 550-11

mezclas asfálticas densas en frío en su versión 1.051 para poder dar resultados si la

granulometría es apta o no.

Tabla 13. Comparación granulometría 100% RCD con norma técnica 550.-1 Invias.

Grafica 2. Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra de 100% RCD.

51 I.N.V.E. – 550-11 MEZCLAS ASFALATICAS EN FRÍO. INVIAS.

49

La humedad higroscópica se considera como la pérdida de masa de una muestra

secada al aire cuando se seca posteriormente al horno, expresada como un

porcentaje de la masa de la muestra secada al horno. Se determina con la siguiente

formula.52

%𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐻𝑖𝑔𝑟𝑜𝑠𝑐ó𝑝𝑖𝑐𝑎 = 𝑤 − 𝑤1

𝑤1 𝑥 100

Dónde:

𝑤 = masa del suelo seco al aire, y

𝑤1 = masa del suelo seco en el horno

Según esto para la prueba del material tenemos:

Tabla 14. Tabla de Humedad Higroscópica laboratorio Granulometría.

5.1.2. ÍNDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS

AGREGADOS PARA CARRETERAS

5.1.2.1. Índice de aplanamiento.

Se separan las partículas planas de cada fracción di/Di, se tamiza cada fracción por

el correspondiente tamiz de barras paralelas. El cribado se realizara manualmente

y se considerará terminado cuando el rechazo no varié en más de 1% durante un

minuto de tamizado. Para cada fracción di/Di, se determina la masa (mi) de las

partículas que pasaron el tamiz de barras, o sea las planas, con una aproximación

del 0.1% de la masa de la muestra total de ensayo.53

52 I.N.V. E – 123 – 07 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO, INVIAS. 53 I.N.V. E – 230 – 07 ÍNDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS AGREGADOS PARA CARRETERAS, INVIAS.

50

Ilustración 5. Ensayo de aplanamiento para fracción granulométrica de 3/8''.

Para los cálculos determinados para este ensayo se realizan con las siguientes

formulas:

Índice de aplanamiento global o alargamiento global

𝐼𝐴 ó 𝐼𝐿 = 𝑀2

𝑀1

𝑥 100

Siendo

𝑀1 = es la suma de las masas de las fracciones di/Di, en g, y

𝑀2 = es la suma de las masas de las partículas planas o largas, según

el índice que se desee calcular, de las fracciones di/Di, en g.

Y el índice de aplanamiento o de alargamiento de cada fracción

𝐼𝐴𝑖 ó 𝐼𝐿𝑖 = 𝑀𝑖

𝑅𝑖

𝑥 100

Siendo.

𝑅𝑖 = es la masa de la fracción di/Di, en g, y

𝑀𝑖 = es la masa de las partículas planas o largas, según el índice que

se desee calcular, de la fracción di/Di, en g.

Para el análisis en particular de la muestra se tienen los siguientes resultados:

51

Tabla 15. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 1ra Muestra 100% RCD.

5.1.2.2. Índice de alargamiento.

Se separa el material con forma alargada de cada una de las fracciones de ensayo

di/Di, se hace pasar cada partícula de la fracción en el calibrador de alargamiento

por la separación entre barras correspondiente a la fracción que se ensaya. Se

determina la masa (mi) de las partículas de cada fracción retenidas en el calibrador

de longitud, o sea las largas, con una aproximación de 0.1% de la masa de la

muestra total de ensayo.54

Ilustración 6. Ensayo de alargamiento para fracción granulométrica de 1/2''.

Para el análisis en particular de la muestra se tienen los siguientes resultados:

54 I.N.V. E – 230 – 07 ÍNDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS AGREGADOS PARA CARRETERAS, INVIAS.

52

Tabla 16. Resultados de ensayo índice de alargamiento para 1ra Muestra.

5.1.3. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑOS

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES.

Este método se refiere al procedimiento que se debe seguir para realizar el ensayo

de desgaste de los agrega dos gruesos hasta de 37.5 mm (1½") por medio de la

máquina de Los Ángeles. El método se emplea para determinar la resistencia al

desgaste de agregados naturales o triturados, empleando la citada máquina con

una carga abrasiva.

Este ensayo ha sido ampliamente usado como un indicador de la calidad relativa o

la competencia de diferentes fuentes de agregados pétreos de similares

composiciones mineralógicas. Los resultados no brindan automáticamente

comparaciones válidas entre fuentes marcadamente diferentes en origen,

composición o estructura.

La carga abrasiva consistirá en esferas de acero, de un diámetro aproximado de

46.8 mm (1 27/32”) y una masa comprendida entre 390 g y 445 g.

La carga abrasiva dependerá de la granulometría de ensayo, A, B, C o D, según la

siguiente Tabla.55

55 I.N.V. E – 218 – 07 Resistencia al desgaste de los agregados de tamaños menores de 37.5 mm (1½") por medio de la máquina de los ángeles.

53

Tabla 17. Tamaño y peso de las cargas abrasivas.

Se elige en la próxima tabla la gradación más parecida al agregado que se va a usar

en la obra. Se separa la muestra en las fracciones indicadas en la tabla, de acuerdo

con la granulometría elegida se toma la cantidad de cada una de ellas, indicada en

la Tabla 1 hasta obtener el requerimiento para el tamaño de la muestra total. Se

registra la masa de la muestra total, aproximada a 1 g. Las muestras de las

diferentes fracciones se unen para formar la muestra de ensayo.

Tabla 18. Granulometrías de la muestra de agregado para ensayo de Ángeles.

Teniendo esto en cuenta se realizó el ensayo en las instalaciones del laboratorio de

suelos y pavimentos,

54

Ilustración 7. Máquina de los ángeles lista para ensayo con 8 esferas.

Obteniendo los siguientes resultados:

Tabla 19. Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para 100%RCD.

5.1.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO AL

DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-

DEVAL.

El ensayo Micro-Deval, en agregados gruesos, es una medida de la resistencia a la

abrasión y durabilidad de agregados pétreos que han sido sometidos a la acción

combinada de abrasión y molienda con bola s de acero en presencia de agua. La

muestra con graduación normalizada es inicialmente sumergida en agua por no

55

menos de una hora. La muestra es entonces colocada en un recipiente de acero

con 2.0 litros de agua y una carga abrasiva consistente en 5000 g de bolas de acero

de 9.5 mm de diámetro. El recipiente, agregado, agua y carga se rotan a 100 rpm

por 2 horas. La muestra luego es lavada y secada en horno. La pérdida es la

cantidad de material que pasa el tamiz de 1.18 mm (No 16), expresada como

porcentaje de la masa original de la muestra.

El ensayo se realizó en los laboratorios de Suelos de la Universidad Distrital

Ilustración 8. Máquina de Micro Deval, puesta a punto para ensayo de laboratorio.

Después de realizado los ensayos arrojaron los siguientes resultados:

56

Tabla 20. Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval para una muestra 100 RCD.

5.1.5. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

Algunas especificaciones contienen requisitos relacionados a un porcentaje de

partículas fracturadas en agregados gruesos. Uno de los propósitos de este

requisito es incrementar la resistencia al corte incrementando la fricción entre

partículas en mezclas de agregado ligadas o no ligadas. Otro propósito es dar

estabilidad a los agregados usados en tratamientos superficiales y proporcionar

mayor fricción y textura para agregados usados en capas superficiales de

pavimento. Este método proporciona un procedimiento estandarizado para

determinar la aceptabilidad de los agregados gruesos con respecto a esos

requisitos.

Las especificaciones difieren en el número de caras fracturadas requeridas en una

partícula fracturada, y también difieren en cual criterio utilizar, si el porcentaje en

peso o el porcentaje por conteo de partículas. Si la especificación no lo define con

claridad, utilice el criterio de al menos una cara fracturada y calcule el porcentaje en

peso.56

56 I.N.V. E – 227 – 07 Porcentaje de caras fracturadas en los agregados, Invias.

57

Tabla 21. Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra 100% RCD.

5.1.6. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO.

Este método es un procedimiento para hacer un estimativo preliminar de la sanidad

de los agregados a ser usados en concretos y otros propósitos. Los valores

obtenidos pueden ser comparados con especificaciones que se han diseñado para

indicar la posibilidad de usar el agregado propuesto. Dado que la precisión de este

método es baja, el rechazo de los agregados que no cumplan las especificaciones

pertinentes no puede darse sin confirmar con los resultados de otros ensayos mejor

relacionados con el uso que se le va a dar al material.

58

Tabla 22. Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio para una muestra de 100% RCD.

5.1.7. REPORTE RESULTADOS FINALES

Tabla 23. Reporte de resultados finales 1ra ronda muestra 100% RCD.

NOMBRE DEL ENSAYO NORMA TECNICA

ESPECIFICACIÓN

RESULTADO

Desgaste los Ángeles, en seco, 500 Revoluciones, % Max. INV E-218-07 30% 49,74%

Micro Deval, % Max. INV E-238-07 25% 40,45%

Pérdidas en ensayo de solidez en sulfato de magnesio, % Max. INV E-220-07 18% 14,01%

Partículas fracturadas mecánicamente, 1 cara, % Max. INV E-222-07 90% 100,00%

Partículas fracturadas mecánicamente, 2 caras, % Max. INV E-222-07 75% 100,00%

Índice de aplanamiento, % Max. INV E-230-07 20% 13,64%

Índice de alargamiento, % Max. INV E-230-07 20% 22,97%

5.1.8. DOSIFICACIÓN.

Existen varios métodos que se utilizan para combinar agregados de tal manera que

cumplan con las especificaciones establecidas por la norma técnica 550-1. Para

nuestro caso se realizó esta combinación por el método analítico.

59

En el que se trabajó con los materiales RCD y agregado natural. Donde después de

agitar la serie de tamices para separar las partículas por su tamaño se pesa cada

material retenido en cada uno de los tamices usados 1 ½”, 1”, ¾”, 3/8”, N4, N8, N50,

N200 y el fondo con el proceso anterior se recolectaron los datos para la elaboración

de las curvas granulométricas para ambos materiales se comparan con los limites

donde deben estar las curvas granulométricas estandarizadas por la norma técnica

550-1.

Dicha norma ofrece curvas con límites superiores e inferiores por lo cual si el RCD

por si solo estuviera entre los límites establecidos nuestro material será apto

para ser utilizado como agregado para la mezcla densa en frio MDF20. Como ocurre

lo contario se recurrirá a utilizar el método de estabilización analítico para

determinará qué porcentaje de RCD y agregado natural es necesario para cumplir

con todos los criterios y así el material sea apto para el fin mencionado.

Este método consiste en obtener el porcentaje retenido por cada uno de los

materiales para así tener un nuevo material combinado para lo que usaremos el

siguiente procedimiento:

Tener las dos curvas granulométricas de los materiales.

Tabla 24 Comparación granulometría 100% RCD con norma técnica 550.-1 Invias.

MATERIAL RCD MDF 20

TAMIZ QUE

RETIENE

TAMIZ QUE

RETIENE (mm)

MASA (gr)

% RETENIDO

% RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

LIM. SUP

LIM. INF

CONDICIÓN

1" 25,4 0 0,00 0,00 100,00 100 100 CUMPLE

3/4" 19,05 445,7 6,27 6,27 93,73 95 80 CUMPLE

3/8" 9,525 4887,7 68,71 74,98 25,02 75 60 NO

No. 4 4,76 1539,5 21,64 96,62 3,38 62 47 NO

No. 8 2,36 174,1 2,45 99,07 0,93 50 35 NO

No. 50 0,3 5,4 0,08 99,15 0,85 23 13 NO

No. 200 0,075 54,2 0,76 99,91 0,09 8 3 NO

FONDO 0 6,5 0,09 100,00 0,00

60

Grafica 3 Comparación gráfica con norma técnica 550-1. Invias.

Tabla 25 Comparación granulometría 100% agregado natural con norma técnica 550.-1 Invias.

AGREGADO NATURAL MDF 20

TAMIZ QUE

RETIENE

TAMIZ QUE

RETIENE (mm)

MASA (gr)

% RETENIDO

% RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

LIM. SUP

LIM. INF

CONDICIÓN

1" 25,4 0,00 0,00 0,00 100,00 100 100 CUMPLE

3/4" 19,05 1767,47 14,38 14,38 85,62 95 80 CUMPLE

3/8" 9,525 1666,73 13,56 27,93 72,07 75 60 CUMPLE

No. 4 4,76 1941,60 15,79 43,72 56,28 62 47 CUMPLE

No. 8 2,36 2054,10 16,71 60,43 39,57 50 35 CUMPLE

No. 50 0,3 2066,90 16,81 77,24 22,76 23 13 CUMPLE

No. 200 0,075 2138,50 17,39 94,64 5,36 8 3 CUMPLE

FONDO 0 659,40 5,36 100,00 0,00

12294,7

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,010,1110100

% P

ASA

Diámetro Tamices

Granulometría RCD

Granolometría Material RCD

Límite Superior

Límite Inferior

61

Grafica 4 Comparación gráfica con norma técnica 550-1. Invias.

Después se procede a utilizar las siguientes ecuaciones para conocer el porcentaje

a usarse por cada material.

P = porcentaje de pasante que se desea obtener en el tamiz de 3/8”

𝑃 = 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑒 3/8" + 𝑙í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑒 3/8"

2

b = porcentaje con el cual debe participar el agregado natural en la combinación.

A = porcentaje que pasa del tamiz de 3/8” del RCD.

B = porcentaje que pasa del tamiz de 3/8” del agregado natural.

𝑏 = 𝑃 − 𝐴

𝐵 − 𝐴

a = porcentaje con el cual debe participar el RCD en la combinación.

𝑎 = 1 − 𝑏

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,010,1110100

% P

ASA

Diámetro Tamices

Granulometría Agregado Natural

Granulometría MaterialInalterado

Límite Superior

Límite Inferior

62

Luego de calcular los valores de “a” y “b”, se multiplica cada material en cada fila

correspondiente al material de RCD y agregado natural: (A x a) y (B x b), Luego se

verifica que cada valor este del rango correspondiente a la norma.

Después de realizar el procedimiento mencionado se obtuvieron los siguientes

resultados:

Tabla 26 valores a usarse en el método analítico para obtener los porcentajes por material.

3/8" tamiz

A 25,02%

B 72,07%

P 67,5

a 0,10

b 0,90

Tabla 27. Resultados obtenidos en la combinación de los materiales y comparado con la norma técnica 550-1.

TAMIZ QUE

RETIENE

TAMIZ QUE

RETIENE (mm)

% QUE PASA Nuevo Peso MDF 20

RCD INALTERADO

w RCD w

NATURAL A + B

LIM

.

SUP

LIM

.

INF

CONDICIÓ

N

1" 25,4 100,0

0 100,00 0,00 0,00 100,0

0 100 100 CUMPLE

3/4" 19,05 93,73 85,62 43,27 1595,87 86,41 95 80 CUMPLE

3/8" 9,525 25,02 72,07

474,52 1504,91 67,50

75 60 CUMPLE

No. 4 4,76 3,38 56,28

149,46 1753,10 51,14

62 47 CUMPLE

No. 8 2,36 0,93 39,57 16,90 1854,68 35,82 50 35 CUMPLE

No. 50 0,3 0,85 22,76 0,52 1866,23 20,63 23 13 CUMPLE

No. 200 0,075 0,09 5,36 5,26 1930,88 4,85 8 3 CUMPLE

63

FONDO 0

689,95 10505,68

Grafica 5 4 Comparación gráfica con norma técnica 550-1. Invias.

5.2. SEGUNDA RONDA DE LABORATORIOS, 40% RCD & 60% NATURAL.

5.2.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO

Se realiza nuevamente el procedimiento realizado en el numeral 5.1.1. pero con el

material dosificado para esta sección produciendo los siguientes resultados:

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,010,1110100

% P

ASA

Diámetro Tamices

Estabilización 10% RCD vs 90% Agregado Natural

Estabilización

Límite Superior

Límite Inferior

64

Tabla 28. Resultados 2ra granulometría 40% RCD & 60% Natural.

Y la gráfica de estos datos es:

Grafica 6. Resultado de la 2da granulometría 40% RCD & 60% Natural.

Y se compara con la norma 550-1 de Invias para identificar si la dosificación cumple

con los requerimientos.

65

Tabla 29 Comparación de granulometría 40& RCD & 60% Natural con norma técnica 550.-1 Invias.

La representación gráfica de estos datos es:

Grafica 7. Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra de 40% RCD & 60% Natural.

5.2.2. INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO

66

5.2.2.1. Índice de aplanamiento.

Tabla 30. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 2da Muestra 40% RCD & 60% Natural.

5.2.2.2. Índice de alargamiento.

Tabla 31. Resultados de ensayo índice de alargamiento para 2da Muestra 40% RCD & 60% Natural.

5.2.3. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑO

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES.

67

Tabla 32. Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para 40%RCD & 60%Nat.

5.2.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO AL

DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-

DEVAL.

Tabla 33. Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval para una muestra 40 RCD & 60% Nat.

5.2.5. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

68

Tabla 34. Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra 40% RCD & 60% Natural.

5.2.6. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO.

Tabla 35. Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio para una muestra de 40% RCD & 60% Natural.

5.2.7. REPORTE RESULTADOS FINALES

69

Tabla 36. Reporte de resultados finales 2da ronda muestra 40% RCD & 60% Natural.

5.3. TERCERA RONDA DE LABORATORIOS, 30% RCD & 70% NATURAL.

5.3.1. DOSIFICACIÓN.

5.3.2. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO

Se sigue la misma línea de análisis granulométricos que demarcaron los dos

anteriores ensayos de este tipo, para esta ocasión con la nueva dosificación la cual

generó los siguientes resultados.

70

Tabla 37 Resultado para granulometría dosificación 30% RCD & 70% Natural.

Se generó la gráfica de la anterior tabla.

Grafica 8. Resultado de la 3ra granulometría de 30% RCD & 70% Natural

71

Tabla 38 Comparación de granulometría 30& RCD & 70% Natural con norma técnica 550.-1 Invias.

La gráfica de la anterior tabla de datos es:

Grafica 9. Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra de 30% RCD & 70% Natural..

5.3.3. INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO

72

5.3.3.1. Índice de aplanamiento.

Tabla 39. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 3ra Muestra 30% RCD & 70% Natural.

5.3.3.2. Índice de alargamiento.

Tabla 40. Resultados de ensayo índice de alargamiento para 3ra Muestra 30% RCD & 70% Natural.

5.3.4. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑO

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES.

73

Tabla 41. Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para 30%RCD & 70%Nat.

5.3.5. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO AL

DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-

DEVAL.

Tabla 42. Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval para una muestra 30 RCD & 70% Nat.

5.3.6. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

74

Tabla 43. Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra 30% RCD & 70% Natural.

5.3.7. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO.

Tabla 44. Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio para una muestra de 30% RCD & 70% Natural.

5.3.8. REPORTE RESULTADOS FINALES

75

Tabla 45. Reporte de resultados finales 3ra ronda muestra 30% RCD & 70% Natural.

5.4. CUARTA RONDA DE LABORATORIOS, 20% RCD & 80% NATURAL.

5.4.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO

Se sigue la misma línea de análisis granulométricos que demarcaron los dos

anteriores ensayos de este tipo, para esta ocasión con la nueva dosificación la cual

generó los siguientes resultados.

Tabla 46 Resultado para granulometría dosificación 20% RCD & 80% Natural.

TAMIZ QUE

RETIENE

TAMIZ QUE

RETIENE (mm)

MASA (gr)

RCD NATURAL %

RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO

% PASA

1" 25,4 0,00 0 0 0,00 0,00 100,00

3/4" 19,05 1503,12 89,14 1413,976 14,01 14,01 85,99

3/8" 9,525 2310,92 977,54 1333,384 21,54 35,55 64,45

No. 4 4,76 1861,18 307,9 1553,28 17,35 52,89 47,11

No. 8 2,36 1678,10 34,82 1643,28 15,64 68,53 31,47

No. 50 0,3 1654,60 1,08 1653,52 15,42 83,95 16,05

No. 200 0,075 1721,64 10,84 1710,8 16,05 100,00 0,00

FONDO 0 0,00 0 0 0,00 100,00 0,00

TOTAL 10729,56 1421,32 9308,24 100,00

Y la gráfica de estos datos es:

Grafica 10 Resultado de la 4ta granulometría de 20% RCD & 80% Natural

76

Y se compara con la norma 550-1 de Invias para identificar si la dosificación cumple

con los requerimientos.

Tabla 47 Comparación de granulometría 20& RCD & 80% Natural con norma técnica 550.-1 Invias.

MDF 20

TAMIZ QUE

RETIENE

TAMIZ QUE

RETIENE (mm)

% PASA LIM. SUP LIM. INF CONDICIÓN

1" 25,4 100,00 100 100 CUMPLE

3/4" 19,05 85,99 95 80 CUMPLE

3/8" 9,525 64,45 75 60 CUMPLE

No. 4 4,76 47,11 62 47 CUMPLE

No. 8 2,36 31,47 50 35 NO

No. 50 0,3 16,05 23 13 CUMPLE

No. 200 0,075 0,00 8 3 NO

Y la gráfica de estos datos es:

Grafica 11 Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra de 20% RCD & 80% Natural.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

% P

ASA

TAMIZ

GRANULOMETRÍA DEL MATERIAL

GRANULOMETRÍA DEL MATERIAL

77

5.4.2. INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO

5.4.2.1. Índice de aplanamiento.

Tabla 48. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 4ta Muestra 20% RCD & 80% Natural.

5.4.2.2. Índice de alargamiento.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

% P

ASA

TAMIZ

MATERIAL COMPARADO CON MDF 20

RCD20% - NATURAL80%

LÍMITE SUPERIOR

LÍMITE INFERIOR

78

Tabla 49. Resultados de ensayo índice de alargamiento para 4ta Muestra 20% RCD & 80% Natural.

5.4.3. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑO

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES.

Tabla 50 Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para 20%RCD & 80%Natural.

MUESTRA N° 4

Descripción rcd 20% -

natural 80%

Gradación Usada c

N° de esferas 8

N° de revoluciones 500

Pa = masa seca antes del ensayo (gr)

5000

Pb = masa seca después del ensayo y lavada (gr)

3486,48

% de desgaste 30,27%

79

5.4.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO AL

DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-

DEVAL.

Tabla 51 Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval para una muestra 20 RCD & 80% Natural.

MUESTRA N° 4

Descripción rcd 20% -

natural 80%

Gradación Usada 1

Tiempo de rotación 120 ± 1

N° de revoluciones 12000 ±

100

Pa = masa seca antes del ensayo (gr)

1500

Pb = masa seca después del ensayo y lavada (gr)

1210,2

% de desgaste 19,32%

5.4.5. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

Tabla 52 Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra 20% RCD & 80% Natural.

Descripción Material rcd 20% - natural 80%

Muestra Fracción Granulométrica de 3/8"

Tamiz inicial sobre el cual se retuvo la muestra (mm) 3/8"

Masa total de la muestra 500

Masa o número de partículas con una cara fracturada (F) 483,50

Masa o número de partículas con más cara fracturada (F) 436,75

Masa o número de partículas cuestionables o en frontera (Q) 0,07

Masa o número de partículas en la categoría de no fracturadas (N) 0,215

% de partículas con una cara fracturada 99,77%

% de partículas con más cara fracturada 99,75%

5.4.6. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO.

80

Tabla 53 Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio para una muestra de 20% RCD & 80% Natural.

Abertura de los tamices (mm)

Gradación muestra

original (%) Retenido

Masa fracciones antes del

ensayo (g)

Masa fracciones

después del ensayo (g)

% Pasa tamiz designado

después del ensayo

% Pérdida ponderado

Pasa Retiene

AGREGADO GRUESO

mayor a 63 63 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

63 50 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

50 38,1 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

38,1 25 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

25 19 11,00% 0 0 0,00% 0,00%

19 12,5 14,00% 675,22 630,79 6,58% 0,94%

12,5 9,5 9,00% 302,16 279,77 7,41% 1,06%

TOTAL 34,00% 2,00%

AGREGADO FINO

9,5 4,75 15,00% 96,44 87,64 9,13% 1,83%

4,75 2,36 13,00% 105,02 95,70 8,87% 1,77%

2,36 1,2 11,00% 100,06 92,37 7,69% 1,54%

1,2 0,6 12,00% 104,96 97,67 6,95% 1,39%

0,6 0,3 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

TOTAL 51,00% 6,53%

5.4.7. REPORTE RESULTADOS FINALES

Tabla 54 Reporte de resultados finales 4ta ronda muestra 20% RCD & 80% Natural.

NOMBRE DEL ENSAYO NORMA

TECNICA ESPECIFICACIÓN

RESULTADO RCD 20% -

NATURAL 80%

Desgaste los ángeles en seco 500 revoluciones % Max. INV E 218-07 30% 30,27%

Micro Deval % Max. INV E 238-07 25% 19,32%

Pérdidas en ensayo de solidez en sulfato de magnesio % Max. INV E 220-07 18% 8,53%

Partículas fracturadas mecánicamente 1 cara % Min. INV E 227-07 90% 99,77%

Partículas fracturadas mecánicamente 2 cara % Min. INV E 227-07 75% 99,75%

Índice de aplanamiento % Min. INV E 230-07 20% 12,98%

Índice de alargamiento % Min. INV E 230-07 20% 20,53%

81

5.5. QUINTA RONDA DE LABORATORIOS, 10% RCD & 90% NATURAL.

5.5.1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO

Se sigue la misma línea de análisis granulométricos que demarcaron los dos

anteriores ensayos de este tipo, para esta ocasión con la nueva dosificación la cual

generó los siguientes resultados.

Tabla 55 Resultado para granulometría dosificación 10% RCD & 90% Natural con la muestra de 10% RCD & 90% Natural.

TAMIZ QUE

RETIENE

TAMIZ QUE

RETIENE (mm)

MASA (gr)

RCD NATURAL %

RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO

% PASA

1" 25,4 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 100,00

3/4" 19,05 1639,15 43,27 1595,87 14,64 14,64 86,41

3/8" 9,525 1979,44 474,52 1504,91 17,68 32,32 67,50

No. 4 4,76 1902,56 149,46 1753,10 16,99 49,32 51,14

No. 8 2,36 1871,58 16,90 1854,68 16,72 66,03 35,82

No. 50 0,3 1866,76 0,52 1866,23 16,67 82,71 20,63

No. 200 0,075 1936,14 5,26 1930,88 17,29 100,00 4,85

FONDO 0 0,00 0,00 0 0,00 100,00 0,00

TOTAL 11195,63 689,95 10505,68 100,00

Y la gráfica de estos datos es:

Grafica 12 Resultado de la 5ta granulometría de 10% RCD & 90% Natural.

82

Y se compara con la norma 550-1 de Invias para identificar si la dosificación cumple

con los requerimientos.

Tabla 56 Comparación de granulometría 10& RCD & 90% Natural con norma técnica 550.-1 Invias.

MDF 20

TAMIZ QUE

RETIENE

TAMIZ QUE

RETIENE (mm)

% PASA LIM. SUP LIM. INF CONDICIÓN

1" 25,4 100,00 100 100 CUMPLE

3/4" 19,05 86,41 95 80 CUMPLE

3/8" 9,525 67,50 75 60 CUMPLE

No. 4 4,76 51,14 62 47 CUMPLE

No. 8 2,36 35,82 50 35 CUMPLE

No. 50 0,3 20,63 23 13 CUMPLE

No. 200 0,075 4,85 8 3 CUMPLE

Y la gráfica de estos datos es:

Grafica 13 Comparación gráfica con norma técnica 550-1 MDF 20 con la muestra de 20% RCD & 80% Natural.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

% P

ASA

TAMIZ

GRANULOMETRÍA DEL MATERIAL

GRANULOMETRÍA DEL MATERIAL

83

5.5.2. INDICE DE ALARGAMIENTO Y APLANAMIENTO

5.5.2.1. Índice de aplanamiento.

Tabla 57. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 5ta Muestra 10% RCD & 90% Natural.

5.5.2.2. Índice de alargamiento.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,1 1 10 100

% P

ASA

TAMIZ

MATERIAL COMPARADO CON MDF 20

RCD 10% - NATURAL 90%

LÍMITE SUPERIOR

LÍMITE INFERIOR

84

Tabla 58. Resultados de ensayo índice de aplanamiento para 5ta Muestra 10% RCD & 90% Natural.

5.5.3. RESISTENCIA AL DESGASTE DE LOS AGREGADOS DE TAMAÑO

MENORES DE 37.5 mm (1½") POR MEDIO DE LA MAQUINA DE LOS

ANGELES.

Tabla 59 Resultado de ensayo desgaste en la máquina de los ángeles para 10%RCD & 90%Natural.

MUESTRA N° 5

Descripción rcd 10% -

natural 90%

Gradación Usada c

N° de esferas 8

N° de revoluciones 500

Pa = masa seca antes del ensayo (gr)

5000

Pb = masa seca después del ensayo y lavada (gr)

3633,5

% de desgaste 27,33%

5.5.4. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL AGREGADO GRUESO AL

DESGASTE POR ABRASIÓN UTILIZANDO EL APARATO MICRO-

DEVAL.

Tabla 60 Resultado ensayo desgaste por abrasión utilizando el aparato Micro Deval para una muestra 10 RCD & 90% Natural.

85

MUESTRA N° 5

Descripción rcd 10% -

natural 90%

Gradación Usada 1

Tiempo de rotación 120 ± 1

N° de revoluciones 12000 ±

100

Pa = masa seca antes del ensayo (gr)

1500

Pb = masa seca después del ensayo y lavada (gr)

1228,05

% de desgaste 18,13%

5.5.5. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS.

Tabla 61 Resultado de ensayo caras fracturadas en los agregados para muestra 10% RCD & 90% Natural.

Descripción Material rcd 10% - natural 90%

Muestra Fracción Granulométrica de 3/8"

Tamiz inicial sobre el cual se retuvo la muestra (mm) 3/8"

Masa total de la muestra 500

Masa o número de partículas con una cara fracturada (F) 483,80

Masa o número de partículas con más cara fracturada (F) 445,67

Masa o número de partículas cuestionables o en frontera (Q) 2,54

Masa o número de partículas en la categoría de no fracturadas (N) 0,76

% de partículas con una cara fracturada 99,58%

% de partículas con más cara fracturada 99,55%

5.5.6. SANIDAD DE LOS AGREGADOS FRENTE A LA ACCIÓN DE LAS

SOLUCIONES DE SULFATO DE SODIO O DE MAGNESIO.

Tabla 62 Resultado de sanidad de agregados por ataque con sulfatos de magnesio para una muestra de 10% RCD & 90% Natural.

86

Abertura de los tamices (mm)

Gradación muestra original

(%) Retenido

Masa fracciones antes del

ensayo (g)

Masa fracciones después

del ensayo (g)

% Pasa tamiz

designado después

del ensayo

% Pérdida ponderado

Pasa Retiene

AGREGADO GRUESO

mayor a 63 63 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

63 50 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

50 38,1 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

38,1 25 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

25 19 10,00% 0 0 0,00% 0,00%

19 12,5 12,00% 664,78 622,43 6,37% 0,91%

12,5 9,5 8,00% 305,87 284,06 7,13% 1,02%

TOTAL 30,00% 1,93%

AGREGADO FINO

9,5 4,75 13,00% 97,32 88,42 9,15% 1,83%

4,75 2,36 11,00% 103,67 94,57 8,78% 1,76%

2,36 1,2 10,00% 99,56 91,87 7,72% 1,54%

1,2 0,6 11,00% 102,29 95,30 6,83% 1,37%

0,6 0,3 0,00% 0 0 0,00% 0,00%

TOTAL 45,00% 6,50%

5.5.7. REPORTE RESULTADOS FINALES

Tabla 63 Reporte de resultados finales 5ta ronda muestra 10% RCD & 90% Natural.

NOMBRE DEL ENSAYO NORMA

TECNICA ESPECIFICACIÓN

RESULTADO RCD 10% -

NATURAL 90%

Desgaste los ángeles en seco 500 revoluciones % Max. INV E 218-07 30% 27,33%

Micro Deval % Max. INV E 238-07 25% 18,13%

Pérdidas en ensayo de solidez en sulfato de magnesio % Max. INV E 220-07 18% 8,43%

Partículas fracturadas mecánicamente 1 cara % Min. INV E 227-07 90% 99,58%

Partículas fracturadas mecánicamente 2 cara % Min. INV E 227-07 75% 99,55%

Índice de aplanamiento % Max. INV E 230-07 20% 12,76%

Índice de alargamiento % Max. INV E 230-07 20% 19,72%

87

5.6. DATOS GENERALES DE LABORATORIOS

Tabla 64 Reporte de resultados finales de todas las granulometrías de RCD & NATURAL.

88

Tabla 65 Reporte de resultados finales de todos los laboratorios de RCD & NATURAL.

Grafica 14. Resultados al desgaste de los ángeles por cada dosificación.

89

Grafica 15. Resultados al desgaste por abrasión Micro Deval por cada dosificación.

Grafica 16. Resultados de sanidad frente a la acción por sulfatos de cada dosificación.

90

Grafica 17. Resultados índice de alargamiento por cada dosificación.

Grafica 18. Resultados índice de aplanamiento por cada dosificación.

91

Grafica 19. Resultados porcentajes de caras fracturadas por cada dosificación.

5.7. ANALISIS DE DATOS RECOLECTADOS

Debido a que los resultados obtenidos después de hacer los respectivos ensayos

establecidos por la norma para una MDF 20 al material RCD, que por sí mismo no

puede reemplazar el 100% del agregado natural para este tipo de asfalto, se

procede a realizar una estabilización granulométrica del RCD mezclándolo con

agregado natural y así conocer cuál es el porcentaje ideal a usarse por cada material

para que cumpla con todos los requerimientos establecidos por la norma técnica

550-1 para MDF 20. Para lo cual se usaron los porcentajes de RCD vs Agregado

Natural:

RCD AGREGADO NATURAL

10% 90%

20% 80%

30% 70%

40% 60%

92

Al estudiar la especificación del MDF 20 se observa que limita el porcentaje de

desgaste por máquina de los ángeles a un máximo 30%, por tal motivo el material

RCD por sí solo no se puede usar ya que con 49,74% supera por mucho al máximo

permitido en la norma, luego de someter a la prueba el material mezclado de RCD

y Agregado Natural se observa que el único porcentaje apto según la norma es el

de RCD 10% - NATURAL 90% con un desgaste de 27,33% lo que nos indica que

esta mezcla de material es propicia para resistir el desgaste al cual será sometido

el asfalto durante su vida útil, las otras mezcla de material no se pueden usar ya

que su porcentaje de desgaste es mayor al establecido puede llegar a comprometer

la vida útil para la cual se diseñe este tipo de mezcla densa en frio.

Por otra parte el desgaste por Micro Deval, se diferencia de máquina de los ángeles

por saber cómo se comporta el material se somete a un desgaste con agua lo cual

hace que los agregados sean propensos a destruirse muy rápido para lo cual el

RCD vuelve a ser no apto para usarse solo ya que con un desgaste de 40,45% es

mayor al 25% permitido, pero luego de mezclar al RCD con el agregado natural se

concluye que cualquiera de los porcentajes de mezcla de material establecidos son

idóneos.

En cuanto a la resistencia al sulfato de magnesio por parte del RCD únicamente y

de las mezcla de RCD con agregado natural se tiene que este material es propicio

a usarse en la mezcla densa en frio por su buen comportamiento al deterioro que

generan los sulfatos lo que garantiza de esta MDF no empiece a tempranas edades

de su ciclo útil a desintegrase y generar problemas en toda la estructura como lo es

la durabilidad sin tener ningún problema de desintegración de la capa superior de la

mezcla densa en frio debido a que en cada iteración siempre estuvo en índices

Al examinar el porcentaje de partículas fracturas de una y dos caras tenemos que

los resultados obtenidos del RCD solo y de las mezcla de RCD y agregado natural

se tiene que este material superan los valores establecidos en la norma, lo que nos

asegura que se va a generar una trabazón adecuada entre las partículas lo cual

garantiza un adecuado traspaso de cargas por toda la estructura lo cual ayuda a

que se cumpla el ciclo de vida útil para el cual fue diseñada.

Como se puede observar en los resultados obtenidos en índice de alargamiento y

aplanamiento y alargamiento, tomando en cuenta que los dos valores obtenidos van

de la mano solo es adecuado usar la mezcla de RCD con agregado natural en un

porcentaje de 10% - 90% respectivamente ya que se tiene un 12,76 % de

93

aplanamiento y 19,72% de alargamiento y ambos resultados están por debajo del

20% establecido para aplanamiento y alargamiento, esto nos da a entender que el

material es razonablemente proporcional y que no presentaría problemas en la

compactación.

y al momento de fracturarse provocaría pocos residuos finos, por sus bajos finos

permite una buena adhesión entre la mezcla de agregado y el MDF 20.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1. CONCLUSIONES

Claramente de la tabla 60 Reporte de resultados finales de las granulometrías

realizadas se puede ver lo importante que es cada estabilización y dosificación del

material lo cual se hizo de manera aceptable ya que cada iteración se acercó, hasta

que la última ronda cumplió con las exigencias de ley, esto con el fin que el material

por aportes de RCD no tenga posibles segregaciones y garantizar un nivel de

compactación y resistencia exigido para mezcla asfáltica densa en frío, la grafica de

resultados final de granulometría nos arroja una curva granulométrica uniforme,

paralela a los limites de la franja MDF 20, sin saltos bruscos, el proceso de

estabilización fue óptimo.

En la prueba de resistencia al desgaste de los agregados por medio de la máquina de los ángeles se obtiene el resulta que indica la calidad relativa o que tan competentes son los agregados pétreos con aportes del RCD, viendo la variación del todas las pruebas a través de las dosificaciones fue la más sensible a variaciones y la que en mayor medida dio la división entre dosificación competente o no competente, la cual experimentalmente fue apta en una proporción de 10% triturado del concreto proveniente de RCD y 90% agregado pétreo natural, pero matemáticamente es de aproximadamente 17% RCD para que la dosificación sea apta según la norma. Para identificar que la combinación agregados gruesos natural y triturados RCD no presenten perdidas por abrasión con presencia al agua y de una carga abrasiva se acude a la prueba “determinación de la resistencia del agregado grueso al desgaste por abrasión utilizando el aparato de micro Deval” para descartar que la

94

combinación con material reciclado pierdan fortalezas con están es estado húmedo o en contacto directo con el agua, los resultados mostraron que con cada dosificación aumento la cantidad de agregados pétreos naturales tienden a dar mejores resultados en la prueba, pero a diferencia de la prueba de los Ángeles su variación no fue tan alta dando resultados pósitos con un 40% de RCD en la mezcla, lo que nos indica que este tipo de mezclas admite más porcentaje de triturados provenientes de RCD cuando están en contacto con el agua y la humedad, aumentando la resistencia la desgaste, abrasión durabilidad y solidez de agregados sujetos a abrasión.

Con esto se cierra las pruebas de dureza del material, y se muestra como con

menos del 17% de triturados de concreto proveniente de RCD que compone la

mezcla con agregados pétreos naturales podemos asegurar una dureza optima

para el uso es asfaltos.

Las mezclas propuestas nos ofrecen una alta durabilidad como lo evidencio la

prueba de sulfatos de magnesio dando que, en todas las iteraciones, y partiendo de

la prueba que se le realizó únicamente al material reciclado de concreto siempre

estuvo en buenos índices de aceptación según la norma.

Esta mezcla es de buena calidad geométrica, lo cual nos da buenas propiedades

de trabajabilidad, consistencia al estado plástico, durabilidad, resistencia,

propiedades elásticas y térmicas, cambios volumétricos y peso unitario del concreto

endurecido. El porcentaje mínimo de aceptación de triturados de RCD dependen

según resultados mayoritariamente de la prueba de índice de alargamiento,

teniendo en los dos componentes de la muestra partículas muy alargadas. Como

resultado de las partículas alargadas y aplanadas observamos que su relación de

tamaños es adecuada para que al momento de fracturarse provoquen un enlace

entre las partículas para transferir cargas de forma adecuada por toda la estructura,

y pocos residuos finos lo que permite una buena adherencia entre la mezcla de

agregado y el MDF 20.

La dosificación óptima de agregado aprovechable obtenida del agregado pétreo

natural y de triturado de concreto proveniente del RCD para implementación en

mezclas densas en frío es de 10% RCD y 90% agregados pétreos naturales, por lo

que cumple con la norma técnica 550-1 asegurando por los resultados

anteriormente descritos que sus fragmentos están limpios, resistente y durables, sin

excesos de partículas planas, alargadas, blanda o desintegrarles. Estará exento de

polvo, tierra, terrones de arcilla u otras sustancias objetables que puedan impedir la

95

adhesión completa del asfalto o afecten adversamente la durabilidad de la mezcla

compactada.

Al determinar que usaremos la mezcla RCD 10% - agregado natural 90%,

confirmamos que este material es capaz de resistir el desgate al que se someterá

tanto en seco, húmedo y ataque de sulfatos, asegurando así durabilidad adecuada

de las partículas de este material que al combinarse con la mezcla densa en frio

formaran una estructura resistente y durable.

El material triturado de concreto proveniente de RCD obtenido del centro de acopio

es un insumo económicamente muy barato que puede ser tenido en cuenta para la

fabricación de asfaltos densos en frío, que si se asegura una buena pureza y baja

contaminación nos puede aportar algunas propiedades, como también perdemos

durezas en seco y contaminamos los materiales naturales con partículas muy

alargadas, además que necesita procedimientos previos para eliminar

contaminaciones y arcillas a comparación de los agregados naturales.

El complemento de los agregados pétreos naturales con triturados de concreto RCD

es óptimo debido que en algún porcentaje podemos utilizarlos, nos dan garantía

para ser utilizados y ayudamos al medio ambiente partiendo del hecho que la

mayoría de las basuras en los rellenos sanitarios son escombros y residuos de

construcción.

En los desechos de construcción es casi nula la gestión de reciclaje, reutilización y

reducción, por falta de clasificación del material y capacitación de la empresas las

cuales pueden disminuir costos con el reproceso de estos desechos que con la

generación por explotación de materias primas limpias, ayudando al medio

ambiente en un pequeños porcentaje que aporta una ayuda para todos, la

investigación de las Universidades y empresas es baja en estos temas para buscar

una salida científica con bases teóricas que en pequeña medida se puede reducir

que los desechos de construcciones lleguen a rellenos sanitarios, cuando en algún

porcentaje de estos aún tienen mucha vida útil.

96

6.2. RECOMENDACIONES.

Se recomienda a la Alcaldía Mayor de Bogotá, Secretaria Distrital de Ambiente,

establecer pariendo de estos estudios que las empresas que se dediquen a la

explotación o uso de agregados para el uso en asfaltos densos en frío que utilicen

materiales reciclados en porcentajes admisibles demostrados dentro de sus

materias primas.

A las empresas de explotación o que a diario utilizan agregados para asfaltos que

empiecen a invertir en el uso de triturados de RCD que pueden ayudar con una

solución ambiental además en largo tiempo disminuir sus costos de producción al

tener una gran fuente de recursos sin costo, ya que muchos pagan por deshacerse

de este tipo de materiales que pueden ser reutilizados.

A los estudiantes, profesores y demás participantes de un ambiente estudiantil que

pueden llegar a realizar investigaciones autónomas que sigan trabajando en

soluciones para el uso de los RCD con el fin de reducir al máximo la explotación

natural en canteras, así aportar una gran ayuda al medio ambiente.

Se recomienda a los que quieran reproducir estos ensayos para la comprobación

de resultados o algún otro desarrollo o profundización, el tener un residuo triturado

de RCD de calidad con poca o nulas piedras de arcilla o demás impurezas o

suciedades, tener claro previamente las cantidades de material requeridas para

cada ensayo.

Se le recomienda a la Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas que

complemente los equipos e infraestructura necesaria para realizar la totalidad de

ensayos requeridos para la caracterización y estudio de un material, ya que con

estos podemos tener soluciones concisas y con más bases para desarrollo de

nuevos procesos que brinden soluciones a una comunidad.

A los Laboratorios de construcciones civiles de la facultad Tecnológica de La

Universidad Distrital Francisco José de Caldas ampliar y asegurar que los horarios

de disponibilidad de los laboratorios sean de fácil acceso para toda la comunidad

estudiantil.

97

7. BIBLIOGRAFÍA

[1] Resolución 1115 de 2012, Artículo 4, Secretaría Distrital de Ambiente, 26 de

septiembre de 2012

[2] Guía para la elaboración del plan de gestión de residuos de construcción y

demolición - RCD en la obra, Secretaría distrital de ambiente – SDA, 2015. Bogotá

D.C., Colombia.

[3] Decreto Número 586, ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ, D. C, 2015.

[4] Proceso de reciclaje de escombros, 2014 www.recytrans.com/blog en

Español

[5] Fédération Internationale du Recyclage (FIR), 2016 y www.vinylplus.eu en

inglés y francés

[6] European Panel Federation (EPF) y Europanels, www.europanels.org, 2016

en inglés

[7] European Insulation Manufacturers Association (EURIMA), 2016,

http://www.eurima.org/ en inglés

[8] Guía para la elaboración del plan de gestión integral de residuos de

construcción y demolición (RCD) en obra, SECRETARÍA DISTRITAL DE

AMBIENTE – SDA, Colombia 2014.

[9] European Insulation Manufacturers Association (EURIMA), 2016,

http://www.eurima.org/ en inglés

[10] Guía para la elaboración Del plan de gestión integral de residuos de

construcción y demolición (RCD) en obra, SECRETARÍA DISTRITAL DE

AMBIENTE – SDA, Colombia 2014.

[11] Resolución No. 541, Ministerio del medio ambiente, 14 de Diciembre de 1994.

[12] Resolución No. 0472, Ministerio de ambiente desarrollo sostenible, 28

Febrero 2017

[13] Decreto No. 596, Ministerio de ambiente 11 Abril 2016

[14] LEY 1259 DE 2008, El Congreso de Colombia. Diciembre 19 del 2008.

[15] Especificaciones generales de construcción de carreteras Del Instituto

Nacional de Vías en el Articulo 400 Capitulo 4 Pavimentos Asfalticos.

[16] Norma IDU 550-11 Mezclas asfálticas densas en frío, Versión 1.0.

[17] I.N.V. E. – 218 – 07 Resistencia al desgaste de los agregados de tamaños

menores de 37.5 mm (1 ½’’) por medio de la máquina de los ángeles. Invias.

[18] I.N.V. E. – 238 – 07 Determinación de la Resistencia del agregado grueso al

desgaste por abrasión utilizando el aparato micro-Deval. Invias.

[19] I.N.V. E – 230-07 Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados

para carreteras. Invias.

98

[20] I.N.V. E – 213 – 07 Análisis granulométrico de agregados gruesos y finos.

Invias.

[21] Manual de especificaciones técnicas de diseño y construcción de parques y

escenarios públicos de Bogotá D.C. Capitulo 16. I D R D.

[22] I.N.V.E. – 550-11 MEZCLAS ASFALATICAS EN FRÍO. INVIAS.

[23] I.N.V. E – 227 – 07 Porcentaje de caras fracturadas en los agregados, Invias.

[24] Proyecto básico para solicitud de autorización ambiental unificada

correspondiente a planta de transferencia de residuos de construcción y demolición

en Trujillo (Cáceres), Fondo Europeo de Desarrollo Regional. Anexo n° 4. 2013.

[25] Concreto Sencillo, Capitulo 2. Agregados para mortero o concreto (2015) Ing.

G. Gerardo A. Rivera L. Universidad del Cauca.

[26] Identificación de alternativas para la gestión, manejo y aprovechamiento de

los residuos de la construcción y la demolición generados en los procesos

urbanísticos y obras de infraestructura en el Municipio de Rionegro, Antioquia

(Septiembre 2016) Esp. Raquel Natalia Durán Sánchez. Corporación Universitaria

Lasallista. Caldas, Antioquia.

[27] Evaluación ambiental asociada a la explotación del yacimiento de materiales

de construcción la Inagua, Guantánamo, cuba (Junio del 2014) Naisma Hernández,

Mayda Ulloa.

[28] Decretos 838 de 2005, 4741 de 2005, 2981 de 2013.

[29] Secretaria Distrital de Ambiente, Tratamiento y disposición. Recuperado de:

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[30] Adecuación de oficinas para relaciones internacionales y help Center en la

segunda planta de la biblioteca central. Gestión de Residuos. (Junio del 2014)

Carmen Gomez sarasa. Juan Carlos Citores Alonso.

[31] Reciclado de materiales de construcción, (septiembre de 1997) Alfonso

Aguilar, INGURU Consultores S.A.

[32] RESOLUCIÓN No. 00932,(Julio del 2015) por la cual se modifica y adiciona

la resolución 1115 de 2012, Secretaría Distrital de Ambiente.

[33] DECRETO 838 DE 2005, Por el cual se modifica el Decreto 1713 de 2002

sobre disposición final de residuos sólidos y se dictan otras disposiciones.

PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA DE COLOMBIA

[34] DECRETO 586 DE 2015, “Por medio del cual se adopta el modelo eficiente

y sostenible de gestión de los Residuos de Construcción y Demolición - RCD en

Bogotá D.C.”, ALCALDIA MAYOR DE BOGOTÁ, D. C.

[35] Emulsiones Asfáltica. (Junio del 2008) Ronald Mercado, Carlos Bracho y

Jorge Avendaño, Laboratorio de Formulación, interfaces, reología y procesos,

Universidad de los Andes.

99

[36] Evaluación de alternativas de pavimentación para vías de bajos volúmenes

de tránsito, (2015) Walter Chavarro Acuña; Universidad Católica de Colombia.

[37] Caracterización física de los agregados pétreos de la cantera agresur vereda

San Jose municipio de Funes, departamento de Nariño y obtención del porcentaje

óptimo de asfalto para el diseño de la mezcla asfáltica mediante el “método

Marshall” (Noviembre del 2013) Ing. Javier Enriquez Bravo, Universidad de Nariño.

[38] Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos,

I.N.V. E – 218 – 07 Resistencia al desgaste de los agregados de tamaños menores

de 37.5 mm (1 ½”) por medio de la máquina de los ángeles.

[39] Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos,

I.N.V. E – 220 – 07 Sanidad de los agregados frente a la acción de las soluciones

de sulfato de sodio o de magnesio.

[40] Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos,

I.N.V. E – 227 – 07 Porcentaje de caras fracturadas en los agregados.

[41] Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos,

I.N.V. E – 230 – 07 índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados para

carreteras.

[42] Normas y especificaciones INVIAS 2012, Sección 200 Agregados pétreos,

I.N.V. E – 238 – 07 Determinación de la resistencia del agregado al desgaste por

abrasión utilizando el aparato de micro-deval.