Análisis de la resistencia a compresión del hormigón simple con agregado grueso reciclado y craqueo catalítico fluidizado en reemplazo del agregado fino
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Date
2025
Authors
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Publisher
Ingeniería Civil y Mecánica. Carrera Ingeniería Civil
Abstract
This experimental study evaluates the compressive strength of plain concrete by incorporating recycled coarse aggregate (RCA) and spent fluid catalytic cracking (FCC) catalyst as a replacement for fine aggregate. This research responds to the growing need to promote sustainable practices in construction, optimize resources, and reduce the environmental impact generated by the extensive use of natural materials. The methodology was developed in three phases: characterization of the physical and mechanical properties of recycled aggregates, comparison of the compressive strength of traditional concrete versus concrete with RCA and FCC, and an analysis of economic feasibility. Concrete mixtures with 100% recycled materials and 100% natural aggregates were prepared following regulatory techniques such as NTE INEN and ASTM and were evaluated using standardized tests. The results show that the use of RCA and FCC affects the workability and strength of concrete, but within acceptable ranges for certain structural uses. After 7 days, the concrete with natural aggregates reached a strength of 171.45 kg/cm², while the mix with recycled aggregates reached 37.75 kg/cm². After 14 days, the strengths were 196.55 kg/cm² and 47.47 kg/cm², respectively, and after 28 days, values of 239.74 kg/cm² were obtained for natural aggregates and 74.17 kg/cm² for recycled aggregates. These figures show that, although there is an approximately 70% decrease in the strength of recycled concrete compared to conventional concrete, it can meet structural parameters for certain non-critical applications. Furthermore, the use of recycled materials is considered not to significantly reduce the cost of concrete: the cost per cubic meter increased from $100.90 (traditional mix) to $291.77 (mix with recycled materials), which represents a significant contribution in economic terms. The study's conclusions indicate that incorporating AGR and FCC is not feasible from a technical or economic perspective, even if the proportions in the mix are optimized or the project's structural requirements are considered. However, for other uses, this approach contributes to reducing environmental impact, fosters the circular economy, and promotes responsible resource use in the construction sector
Description
El presente trabajo experimental evalúa la resistencia a compresión del hormigón simple al incorporar agregado grueso reciclado (AGR) y catalizador agotado de craqueo catalítico fluidizado (FCC) como reemplazo del agregado fino. Esta investigación surge como respuesta a la creciente necesidad de fomentar prácticas sostenibles en la construcción, optimizar recursos y reducir el impacto ambiental generado por el uso extensivo de materiales naturales. La metodología se desarrolló en tres fases: caracterización de las propiedades físicas y mecánicas de los agregados reciclados, comparación de la resistencia a compresión del hormigón tradicional frente al hormigón con AGR y FCC, y un análisis de la factibilidad económica. Para ello se elaboraron mezclas de hormigón con el 100% de materiales reciclados y 100% de agregados naturales, siguiendo normativas técnicas como NTE INEN y ASTM, y se evaluaron mediante ensayos estandarizados. Los resultados mostraron que el uso de AGR y FCC afecta la trabajabilidad y la resistencia del hormigón, pero dentro de rangos aceptables para ciertos usos estructurales. A los 7 días, el hormigón con agregados naturales alcanzó una resistencia de 171,45 kg/cm², mientras que la mezcla con reciclados llegó a 37,75 kg/cm². A los 14 días, las resistencias fueron de 196,55 kg/cm² y 47,47 kg/cm² respectivamente, y a los 28 días, se obtuvieron valores de 239,74 kg/cm² para agregados naturales y 74,17 kg/cm² para reciclados. Estas cifras evidencian que, si bien existe una disminución de aproximadamente el 70% en la resistencia del hormigón reciclado frente al convencional, este puede cumplir con parámetros estructurales para determinadas aplicaciones no críticas. Adicionalmente, se determinó que el uso de materiales reciclados no reduce considerablemente el costo del hormigón: el costo del metro cúbico se aumentó de $100,90 (mezcla tradicional) a $291,77 (mezcla con reciclados), lo cual representa un aporte significativo en términos económicos. Las conclusiones del estudio indican que la incorporación de AGR y FCC no es viable desde una perspectiva técnica ni económica, incluso si se optimizan las proporciones en la mezcla o se consideran los requerimientos estructurales del proyecto. Sin embargo, para otros usos este enfoque contribuye a la reducción del impacto ambiental, fomenta la economía circular y promueve el uso responsable de los recursos en el sector de la construcción.
Keywords
HORMIGÓN RECICLADO, RESISTENCIA A COMPRESIÓN, CRAQUEO CATALÍTICO FLUIDIZADO, AGREGADO RECICLADO, FACTIBILIDAD ECONÓMICA