1. 6
Evaluación de Morteros Estructurales Elaborados con
Áridos Reciclados
Enzo Pigueiras Aleaga, Hugo Cárdenas Sierralta y Evelyn Díaz Meriño
Dirigido por: Iván Martínez Herrera
Resumen. En el presente trabajo se realiza un estudio
exploratorio sobre la posibilidad de sustituir áridos naturales por
reciclados en la confección de morteros estructurales. Se utilizan
dos áridos reciclados de diferente composición, uno proveniente
de residuos de ladrillos cerámicos y otro proveniente de residuos
de bloques de hormigón. Los áridos se fabricaron a partir de la
trituración de los residuos para luego emplear el material pasado
por el tamiz de 4,76 mm. Los morteros se fabricaron con una
dosificación gravimétrica 1:2 utilizando cemento Portland P-35
como aglomerante. Los resultados muestran la posibilidad de
remplazar el árido natural por áridos reciclados provenientes de
residuos de hormigón, no siendo así para el caso de los áridos
cerámicos, los cuales repercuten en pérdidas importantes de
resistencia a compresión de los morteros.
Palabras clave. Áridos reciclados, mortero estructural, RCD,
reciclaje.
I. INTRODUCCIÓN
A partir de datos obtenidos de la Oficina Nacional de
Estadísticas, se estima que en La Habana se generen más de 1
000 m3
diarios de residuos de construcción y demolición
(RCD) [1]. La mayor parte de estos RCD se depositan en
vertederos comunes, lo que provoca un impacto ambiental
negativo. Además, este mal manejo de los RCD provoca su
contaminación, haciendo extremadamente difícil su reciclaje.
Los RCD sin contaminar generados en La Habana, poseen
características singulares si se comparan con los generados en
otros países. La ausencia de demoliciones selectivas y los
derrumbes ocurridos debido al mal estado de una parte
importante del fondo habitacional, provoca que se generen
RCD de tipo mixto, diferentes a los RCD de naturaleza única
(cerámico, hormigón, mortero, yeso, etc.) con los que se
trabajan en diversos países. Sin embargo, también existen
fuentes de generación de RCD de naturaleza única, como es el
caso de las plantas de prefabricados de elementos
constructivos o demoliciones de elementos específicos de una
edificación.
La explotación prolongada de las canteras de áridos
naturales, unido al elevado volumen de RCD que se genera en
la ciudad, implica a la búsqueda de aplicaciones para estos
residuos, principalmente como sustitutos de áridos naturales
en diferentes aplicaciones constructivas [2], [3].
En este trabajo se abordará la utilización de residuos de
composición única, tanto ladrillo (cerámico) como bloque
(hormigón), para la elaboración de Morteros Estructurales. Se
tomó como referencia la NC 656:2008 [4], tanto para el
cálculo de las propiedades, como para la fabricación de todos
los morteros. Específicamente se elaboraron los morteros tipo
III-2 definidos en esta norma. Según su calidad, estos tipos de
morteros se pueden emplear en la reparación y nivelación de
superficies deterioradas de hormigón, macizado de bloques de
hormigón, juntas de elementos prefabricados, rellenos de
grietas y fisuras, protección de armaduras superficiales,
etcétera.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
En el presente trabajo se fabricaron morteros estructurales
con una dosificación gravimétrica 1:2, empleando cemento
Portland como aglomerante. Se utilizó un árido natural y dos
áridos reciclados. El árido natural proviene de la cantera
Arimao, ubicada en Cienfuegos. Los áridos reciclados se
obtuvieron de dos fuentes de RCD de diferentes
composiciones. Los RCD que se generan en la ciudad
provienen de derrumbes de edificaciones que por haber
cumplido con su vida útil, son demolidas; también se obtienen
de excedentes de materiales utilizados en la construcción de
nuevas obras y de pequeñas obras de reforma en viviendas o
urbanizaciones.
A. Cemento
Para la fabricación de todos los morteros se utilizó un
cemento Portland P-35 (35 MPa de resistencia media a
compresión a los 28 días). El cemento proviene de la fábrica
del Mariel, ubicada en la provincia de Artemisa, aledaña a La
Habana. Esta fábrica es la principal abastecedora de cemento
de La Habana.
B. Áridos
El árido natural empleado en este estudio es de los de mayor
calidad entre los que se comercializan en La Habana. No
obstante, se debe tener en cuenta que la distancia de
transportación es elevada (240 km), lo que hace que su uso
tenga un costo económico y ambiental elevado [5].
Para la obtención de los áridos reciclados se seleccionaron
dos fuentes de RCD de diferente composición, una de
naturaleza cerámica (compuesta por ladrillos cerámicos) y otra
de hormigón (compuesta por bloques de hormigón). Los
áridos reciclados se obtuvieron de triturar la fracción gruesa
(material mayor de 4,76 mm) de estas dos fuentes.
La nomenclatura utilizada para los áridos fue la siguiente:
arena natural Arimao (ANA), árido reciclado de composición
cerámica (ARL) y árido reciclado de composición de
hormigón (AGB).
Como puede observarse en la tabla I los valores de densidad
y absorción de agua son los más afectados cuando se
comparan los áridos reciclados con los naturales. Resultados

2. 7
similares se habían alcanzado por otros autores [2], [6]. Estas
dos propiedades son las que más afectan las propiedades de
los morteros cuando se utilizan áridos reciclados [7].
TABLA I
PROPIEDADES DE LOS ÁRIDOS UTILIZADOS
Propiedades ARL ARB ANA
Densidad (kg/dm3
) 2,13 2,36 2,30
Absorción % 7,42 4,48 1,3
Tamiz 200 (%) 11 9 1
PUS (kg/dm3
) 1,37 1,19 1,48
Modulo de Finura 2,61 3,37 2,93
El bajo contenido de finos del árido natural, comparado con
los reciclados, es otro factor a tener en cuenta en el análisis de
las propiedades de los morteros estructurales. En la figura 1 se
muestra la distribución granulométrica de los áridos utilizados,
puede observarse que menos del 10 % del árido natural pasa a
través del tamiz de 0,297 mm. La mayor cantidad de finos que
poseen los áridos reciclados en comparación con los naturales,
también ha sido señalada por otros autores [2], [7], [8].
Figura 1. Distribución granulométrica de los áridos utilizados.
C. Dosificación de los morteros
Todos los morteros se dosificaron con una proporción
gravimétrica 1:2. La norma cubana NC 656:2008 establece
distintas dosificaciones volumétricas para morteros
estructurales, para morteros tipo III-2, los cuales deben
obtener una resistencia a compresión de 45MPa a los 28 días,
la dosificación propuesta es 1:2.
En la tabla II se muestran la nomenclatura y dosificación
empleada para cada mortero.
TABLA II
CARACTERÍSTICAS DE LOS MORTEROS
Mortero Árido Dosificación Aditivo a/c
MPA ANA 1:2 0,4 0,4
MRL ARL 1:2 0,8 0,62
MRB ARB 1:2 0,6 0,43
Para la confección de todos los morteros se siguió el
procedimiento descrito en la NC 656: 2008. Las probetas se
confeccionaron en moldes prismáticos de 40X40X160 mm
(figura 2), se desencofraron a las 24 h y luego se curaron
sumergidas en agua hasta la edad de ensayo.
Figura 2. Moldes utilizados para la confección de las probetas de
mortero. Durante las primeras 24 horas se colocan en una cámara de
curado hermética. Cada molde contiene tres probetas de 40x40x160mm.
D. Ensayos realizados
En estado fresco se realizaron los ensayos de fluidez, según
el procedimiento de la norma cubana NC 170: 2002 [9] y de
retención de agua según la NC 169: 2002 [10].
En estado endurecido se determinaron las siguientes
propiedades: Resistencia a flexión y Resistencia a compresión
(NC 173: 2002 [11]), Velocidad del pulso ultrasónico (NC
231: 2002 [12]), Absorción de agua y Porosidad.
Para la medición de todos los ensayos en estado endurecido
se utilizaron las probetas prismáticas de 40x40x160mm.
Todos los ensayos se realizaron a la edad de 28 días.
Los resultados de cada propiedad son el valor promedio de
tres ensayos, excepto la resistencia a compresión donde se
realizan seis mediciones. Las probetas para cada prueba se
seleccionaron de forma aleatoria.
III. RESULTADOS Y DISCUSIONES
A. Propiedades en estado fresco
En la tabla III se muestran los resultados de los ensayos
practicados en el estado fresco de los morteros.
Todos los morteros se trabajaron con una fluidez constante
de 210±5 mm. Para alcanzar este valor se utilizó un aditivo
súperfluidificante en los porcentajes mostrados en la tabla II.
Las variaciones en la relación agua/cemento (a/c) se deben a
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 0,149 0,297 0,59 1,19 2,38 4,76 9,52
%pasado
Tamices (mm)
ANA AGL AGB

3. 8
las diferentes características de los áridos utilizados, en todos
los casos se buscaba la menor cantidad de agua necesaria para
que el aditivo pudiera cumplir su función de fluidificante.
La norma cubana NC 656: 2008 recomienda un valor
mínimo de retención de agua del 85 %. Todos los morteros
fabricados para el presente estudio cumplieron ampliamente
con este valor. La proporción cemento-áridos empleada (1:2),
provoca que exista un número elevado de finos en la mezcla y
gracias a esto se obtienen los elevados valores de retención de
agua. Si se comparan los morteros de áridos reciclados con
respeto al mortero patrón de árido natural, se puede observar
que la retención de agua de los reciclados es siempre mayor,
esto se debe a la mayor cantidad de material fino que poseen
los áridos reciclados con respecto al árido natural (figura 1 y
tabla III).
TABLA III
PROPIEDADES DE LOS MORTEROS EN ESTADO FRESCO
Mortero Fluidez (mm) Retención (%)
MPA 215 90,7
MRL 208 96,5
MRB 211 95,44
B. Propiedades en estado endurecido
Las propiedades físicas de los morteros se muestran en la
tabla IV. Se puede observar que tanto la absorción de agua
como la porosidad del mortero patrón (MPA), ofrecen mejores
resultados que los obtenidos por los morteros reciclados. Si
comparamos los dos morteros reciclados las diferencias en
estas dos propiedades son considerables.
TABLA IV
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MORTEROS EN ESTADO ENDURECIDO
Mortero Absorcion Porosidad
MPA 9,6 19,7
MRL 20,7 32,1
MRB 12,1 23,3
Estas propiedades están relacionas con la cantidad de agua
libre que posee el mortero en estado fresco. Al producirse la
hidratación del cemento, el agua que no reacciona con éste
queda libre en la mezcla y al evaporarse crea los conductos
que disminuyen la impermeabilidad del mortero. Si se observa
la relación a/c de los diferentes morteros que se muestran en la
tabla II, se puede apreciar la relación existente en las mayores
relaciones a/c y los mayores índices de absorción de agua y
porosidad.
En morteros estructurales esta característica hay que tenerla
muy en cuenta pues puede provocar el acortamiento de la vida
útil del elemento. Este es uno de los principales problemas
presentados cuando se emplean áridos reciclados finos, tanto
en morteros estructurales como en hormigones y es
consecuencia de la mayor cantidad de agua que necesitan los
reciclados para alcanzar iguales niveles de laborabilidad [13].
C. Propiedades mecánicas
La resistencia a la flexión no tiene ningún valor límite según
la norma cubana. En la figura 3, se muestran los valores
alcanzados por cada mortero para esta propiedad.
Figura 3. Resistencia a flexión de los morteros estudiados a los 28 días.
El mortero patrón alcanzó los mejores resultados. Destaca la
poca resistencia del mortero MRB, que no se corresponde con
la relación a/c ni con las propiedades físicas que había
alcanzado, pues en todos los casos tenía mejores índices que el
mortero MRL.
La resistencia a compresión es la propiedad más importante
a tener en cuenta en los morteros estructurales. La NC 656:
2008 establece un valor mínimo de 45 MPa para morteros con
dosificación volumétrica 1:2 y arena tamizada por 4,76 mm.
Se tomará este valor de referencia pues la dosificación es la
que más se aproxima a los morteros realizados en este trabajo
(dosificación gravimétrica 1:2 y áridos tamizados por 4,76
mm).
En la figura 4 se muestran los resultados de todos los
morteros.
Figura 4. Resistencia a compresión de los morteros estructurales a los
28 días y valor límite (45 MPa) establecido por la norma cubana para
morteros tipo III-2.
Como puede observarse en la figura 4 solo dos morteros
cumplen el valor establecido por la norma cubana. Teniendo
en cuenta el alto contenido de cemento utilizado en cada
dosificación, se puede considerar que las prestaciones
alcanzadas por el mortero MRL son pobres, perdiendo más de
un 30 % con respecto al mortero patrón.
El mortero reciclado fabricado con áridos provenientes de
residuos de hormigón (MRB), cumple con lo establecido en la
0
1
2
3
4
5
6
7
8
MPA MRL MRB
ResistenciaaFlexión(MPa)
0
10
20
30
40
50
60
MPA MRL MRB
ResistenciaaCompresión
(MPa)
NC 656: 2008

4. 9
norma y no pierde mucha resistencia con respecto al mortero
patrón. En los estudios consultados [6], [14], [15], para la
fabricación de hormigones y morteros estructurales con áridos
reciclados se utilizan áridos provenientes de residuos de
hormigón. Esto se debe principalmente a que los niveles de
absorción de este tipo de áridos, presenta mejores índices que
los áridos provenientes de residuos cerámicos. Los resultados
alcanzados en este trabajo guardan relación con esta tendencia
reportada por otros investigadores.
En la figura 5 se muestran los resultados de la velocidad de
ultrasonido alcanzada por los morteros. Esta propiedad guarda
cierta relación con la densidad de los morteros y como
consecuencia con la resistencia a compresión. A mayor
velocidad de ultrasonido, se considera que el material posee
más densidad.
Figura 5. Velocidad del pulso ultrasónico de los morteros estructurales.
Como era de esperarse el mortero patrón (MPA) obtuvo los
mejores resultados. Sin embargo, para los morteros reciclados,
no se corresponden los valores de ultrasonido con los
resultados de resistencia a compresión ni con las propiedades
físicas medidas. Era de esperarse que el mortero MRB
obtuviera mayores índices que el mortero MRL, sin embargo
no se observó esta tendencia durante la etapa experimental. La
diferencia entre la naturaleza del material puede estar
influyendo en este comportamiento.
IV. CONCLUSIONES
Los morteros estructurales fabricados con áridos reciclados
brindan menores prestaciones que sus similares de árido
natural.
Según los resultados alcanzados en este estudio, los áridos
reciclados de naturaleza cerámica no son apropiados para la
fabricación de morteros estructurales, debido, principalmente,
a la alta absorción de agua y el elevado contenido de material
fino que poseen, lo que provoca una elevada relación a/c de
los morteros que conlleva una importante pérdida de
resistencia a compresión con respecto al mortero de árido
natural.
Teniendo en cuenta las propiedades físicas y la resistencia a
compresión alcanzada por el mortero reciclado de árido de
hormigón, se puede utilizar este material como alternativa de
los áridos naturales sin que las prestaciones mencionadas se
vean afectadas considerablemente.
RECONOCIMIENTOS
Los autores agradecen primeramente al Ing. Iván Martínez,
excelente tutor y compañero. A los técnicos de laboratorio del
CECAT, quienes ayudaron sin medida en la realización de
este estudio. A la AECID y al CCD de la Universidad
Politécnica de Cataluña por el apoyo brindado al proyecto que
origina el presente trabajo. Igualmente agradecen al personal
del laboratorio del CITEC.
REFERENCIAS
[1] Pavón E., Etxeberria M., Díaz N. and Acosta C. “Utilización de árido
reciclado de hormigón en la fabricación de hormigón estructural en La
Habana”, in Non-Conventional Materials and Technologies, 2008.
[2] Martínez I., Etxeberria M. and Pavón E. “Evaluación de morteros de
albañilería elaborados con áridos reciclados mixtos con diferentes
procesos de obtención”, Revista Cubana de Ingeniería, vol. 2, no. 3, pp.
2–7, 2012.
[3] Pavón E., Etxeberria M. and Martínez I. “Propiedades del hormigón de
árido reciclado fabricado con adiciones, activa e inerte”, Revista de la
Construcción, vol. 10, no. 3, pp. 4–15, 2011.
[4] NC 656: 2008, “Mortero estructural - Especificaciones, preparación y
aplicación.” 2008.
[5] Martínez I., Etxeberria M., Pavón E. and Díaz N. “A comparative
analysis of the properties of recycled and natural aggregate in masonry
mortars”, vol. 49, pp. 384–392, 2013.
[6] Vegas I., Azkarate I., Juarrero A. and Frías M. “Diseño y prestaciones de
morteros de albañilería elaborados con áridos reciclados procedentes de
escombro de hormigón”, Materiales de Construcción, vol. 59, pp. 5–18,
2009.
[7] Corinaldesi V. and Moriconi G. “Behaviour of cementitious mortars
containing different kinds of recycled aggregate”, Construction and
Building Materials, vol. 23, no. 1, pp. 289–294, 2009.
[8] Martínez I., Pavón E., Etxeberria M. and Díaz N. “Caracterización de
áridos reciclados de composición mixta para su empleo en mortero de
albañilería” in 16 Convención Científica de Ingeniería y Arquitectura,
2012, pp. 1–10.
[9] NC 170: 2002, “Mortero fresco. Determinación de la consistencia en la
mesa de sacudidas.” 2002.
[10] NC 169: 2002, “Mortero fresco. Determinación de la capacidad de
retención de agua.” 2002.
[11] NC 173: 2002, “Mortero endurecido. Determinación de la resistencia a
flexión y compresión.” 2002.
[12] NC 231: 2002, “Determinación, interpretación y aplicación de la
velocidad del pulso ultrasónico en el hormigón.” 2002.
[13] Evangelista L. and De Brito J. “Durability performance of concrete
made with fine recycled concrete aggregates” Cement & Concrete
Composites, vol. 32, no. 1, pp. 9–14, 2010.
[14] Pavón E. “Empleo del árido reciclado de hormigón en la fabricación de
hormigón estructural”, Instituto Superior Politécnico José Antonio
Echeverría, 2010.
[15] Corinaldesi V., Giuggiolini M. and Moriconi G. “Use of rubble from
building demolition in mortars,” Waste Management, vol. 22, pp. 893–
899, 2002.
3700 3800 3900 4000 4100 4200 4300
MPA
MRL
MRB
Velocidad de Ultrasonido (m/s)