Sensibilidad al agua y propiedades mecánicas de mezclas bituminosas en caliente fabricadas con áridos reciclados de residuos de construcción y demolición

Abstract

[Resumen] Con el fin de colaborar con el desarrollo sostenible, se investiga en la presente tesis la utilización de áridos reciclados (ARs) de tipo hormigón procedentes de residuos de construcción y demolición (RCD) para la fabricación de mezclas bituminosas en caliente para capas de base de firmes de carreteras. La revisión bibliográfica ha permitido apreciar una gran variabilidad en el comportamiento de estas mezclas, en particular, de su sensibilidad al agua. Por ello, su análisis es clave en la presente tesis doctoral. Se ha llevado a cabo un exhaustivo análisis de la afinidad de los áridos con el ligante. Como resultado, se ha llegado a la conclusión de que la utilización de cemento gris como polvo mineral y la aplicación de un pretratamiento (reposo de la mezcla suelta en estufa durante 4 horas y preenvuelta del AR con emulsión bituminosa) mejoran la sensibilidad al agua de las mezclas en las que intervienen ARs de tipo hormigón. Se ha fabricado una mezcla bituminosa en caliente AC 22 base G utilizando tanto árido natural como AR en porcentajes del 0%, 5%, 10%, 20% y 30%; se ha estudiado su sensibilidad al agua y se han ensayado sus propiedades mecánicas fundamentales (rigidez, resistencia a la deformación permanente y resistencia a la fatiga); y, finalmente, se han comparado los resultados de mezclas fabricadas con polvo mineral de cemento gris, con y sin pretratamiento y, en algunos casos, con variantes de los pretratamientos anteriormente indicados. Los resultados obtenidos indican que las mezclas analizadas presentan unas buenas propiedades mecánicas.

[Resumo] Co fin de colaborar co desenvolvemento sostible na presente tese investígase a posibilidade de empregar áridos reciclados (ARs) de tipo formigón, procedentes de residuos de construción e demolición (RCD), para a fabricación de mesturas bituminosas en quente para capas de base do firme das estradas. A revisión bibliográfica permitiu apreciar unha gran variabilidade no comportamento destas mesturas, en particular, no que respecta á súa sensibilidade á auga. Por iso, a súa análise é clave na presente tese de doutoramento. Levouse a cabo unha exhaustiva análise da afinidade dos áridos co ligante. Como resultado, chegouse á conclusión de que o emprego de cemento gris como po mineral e a aplicación dun pretratamento (repouso da mestura sen compactar na estufa durante 4 horas e preenvolta do AR con emulsión bituminosa) melloran a sensibilidade á auga das mesturas en que interveñen ARs de tipo formigón. Fabricouse una mestura bituminosa en quente AC 22 base G utilizando tanto árido natural como reciclado en porcentaxes de 0%, 5%, 10%, 20% e 30%; estudouse a súa sensibilidade á auga xunto coas súas propiedades mecánicas fundamentais (rixidez, resistencia á deformación permanente e resistencia á fatiga); e, finalmente, comparáronse os resultados das mesturas fabricadas con po mineral de cemento gris, con e sen pretratamento e, nalgúns casos, con variantes dos pretratamentos anteriormente indicados. Os resultados obtidos indican que as mesturas analizadas presentan unhas boas propiedades mecánicas.

[Abstract] With the aim of collaborating with sustainable development, in the present thesis, the utilization of recycled concrete aggregates (RCA) from construction and demolition wastes (CDW) for the manufacture of hot mix asphalt (HMA) for base layers of road pavements is investigated. The bibliographical review has shown a great variability in the performance of these mixtures, especially, in its water resistance. For this reason, moisture damage analysis is a key aspect in the present doctoral thesis. An exhaustive analysis of the affinity between the aggregate and the binder has been conducted. As a result, it was concluded that the use of gray cement as mineral filler and the application of a pretreatment (letting loose mixture settle in an oven for 4 hours and coating RCA with bituminous emulsion) improves the water resistance of mixtures made with RCA. A hot mix asphalt type AC 22 base G has been manufactured using both natural and RCA in percentages of 0%, 5%, 10%, 20% and 30%. Their water sensitivity has been studied and their fundamental mechanical properties were tested: stiffness, resistance to permanent deformation and fatigue resistance. The results of HMA made with gray cement filler, with and without pretreatment, and, in some cases, with variants of the pretreatments listed above have been compared. The results obtained indicate that the tested mixtures have good mechanical properties.