Estudio Del Uso Agregados Reciclados De Residuos De Construcción Y Demolición (RCD) Provenientes De La Ciudad De Cali Como Material Para La Construcción De Elementos Prefabricados De Concreto, Caso De

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Estudio Del Uso Agregados Reciclados De Residuos De Construcción 
Y Demolición (RCD) Provenientes De La Ciudad De Cali Como 
Material Para La Construcción De Elementos Prefabricados De 
Concreto, Caso De Los Adoquines 
Sergio Luis Caicedo Campo; Email: sergiocaicedo_17@hotmail.com 
Julián Mauricio Pérez Henao; Email: julianmperezh@hotmail.com 
Director: 
Iván Fernando Otálvaro Calle 
Resumen 
El objetivo general del presente estudio consiste en estudiar el uso de agregados 
reciclados de residuos de construcción y demolición (RCD) provenientes de la ciudad de 
Cali en la construcción de elementos prefabricados de concreto, caso de los adoquines 
para pavimentos articulados. Se trata de una investigación que busca estudiar la viabilidad 
del uso de los escombros de construcción RCD como agregado en mezcla de concreto 
para la realización de adoquines del tipo “hueso de perro”. El propósito de esta 
investigación es identificar la potencialidad de uso de agregados RCD para la fabricación 
de adoquines, y así lograr dar un nuevo uso a los escombros generados en la industria de 
la construcción. Adicionalmente, este uso contribuye minimizando los volúmenes 
existentes de residuos y por ende a la sostenibilidad del medio ambiente. 
Introducción 
Este proyecto estudia la influencia de los residuos de construcción y demolición 
(RCD), sobre la resistencia a la flexo-tracción de adoquines de concreto para lograr 
evaluar esta característica mecánica de los adoquines se tuvo en cuenta los parámetros de 
la norma técnica colombiana NTC-2017. El RCD es empleado en reemplazo parcial de 
los agregados tradicionalmente usados en el hormigón. La mezcla utilizada en la 
fabricación de los adoquines se diseña a base de granulometrías y ensayos de laboratorio. 
Por medio del método de diseño Füller se realiza una mezcla de agregado natural para la 
fabricación de adoquines que cumpla con la norma NTC-2017 para posteriormente 
reemplazar el agregado natural fino por el agregado RCD fino en cantidades de 30 y 
100%, esto se hizo para conservar el diseño Füller. 
La principal motivación de este proyecto es brindar una alternativa diferente para el 
reciclaje del RCD. Se tiene la hipótesis que esta alternativa es de fácil aplicación e 
implementación en las pequeñas y medianas industrias de producción de adoquines. 
 
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1. Fundamentación Teórica 
 
Adoquines de concreto. Es el pavimento formado por elementos prefabricados 
(bloques o adoquines) de pequeñas dimensiones que individualmente son muy rígidos y 
se asientan sobre una capa de arena. Estos van asentados sobre la sub-base o directamente 
sobre la sub-rasante dependiendo la calidad de esta. Transmiten los esfuerzos al suelo de 
soporte mediante un mecanismo de disipación de tensiones. Su forma generalmente es 
prismática, permitiendo la colocación de piezas en forma continua y ordenada para formar 
así, superficies de pavimento flexible con ventajas constructivas y durabilidad. El adoquín 
es usado por ventajas que presenta sobre otros materiales, tales como el asfalto, 
pavimentos comunes, baldosas, etc. 
Las ventajas del adoquín son: pueden fabricarse en una variedad de formas y colores 
que dan un mayor resalte visual al pavimento, los adoquines pueden ser utilizados después 
de reparaciones o modificaciones, no interviene procesos térmicos ni químicos para su 
implementación, pueden diseñarse para varios niveles de durabilidad y resistencia a la 
abrasión del tránsito y acciones de la intemperie, facilidad en su instalación que no 
requiere mano de obra especializada, se adapta a cualquier variación de las vías debido a 
que son elementos que no están unidos rígidamente. 
No existe una clasificación plenamente consensuada para el adoquín. Existen 
clasificaciones de acuerdo a su forma, arreglo, uso, carga de compresión, etc. Para el 
presente estudio se explicaran de acuerdo a la norma NTC-2017 del año 2004 los 
principales y más comunes tipos de adoquines utilizados. 
Diseño de mezcla de concreto, método Fuller. Este método corresponde a los 
denominados métodos analíticos. La diferencia fundamental entre los métodos analíticos 
y el método Instituto Americano de Concreto (ACI) radica en que este último intenta 
llegar a la dosificación final de una manera más práctica, haciendo correcciones sucesivas 
por asentamiento y resistencia. Los métodos analíticos no sugieren corregir la 
dosificación inicial, suponen que con la aplicación de los procedimientos que proponen 
se cumplen los requisitos de trabajabilidad y resistencia requeridos (Giraldo, 2006). En el 
método Füller la correlación entre las propiedades de los agregados y las del hormigón es 
más rigurosa ya que partiendo de unos determinados agregados se propone conformar 
una granulometría conjunta del material, de manera que se ajuste aproximadamente a una 
curva típica tomada como referencia y obtenida experimentalmente de ensayos sobre 
trabajabilidad y densidad del concreto (Giraldo, 2006). Este método tiene entonces por 
ventaja poder combinar varios agregados para obtener una granulometría más compacta. 
Para trabajar en paralelo con el diseño del método Füller se deben de tener en cuenta 
variables dentro del diseño de la mezcla, en esta investigación se tiene en cuenta el 
asentamiento como variable inicial. 
2. Desarrollo 
Este trabajo de grado surgió al observar la problemática existente en Santiago de Cali 
la cual expone que no hay en la ciudad un sitio de deposición final de escombros. 
Adicional a esto muchos carretilleros y empresas llevan desechos de forma ilegal a sitios 
no autorizados como parques, zonas verdes y vertientes hídricas lo cual genera una ruta 
de miles de metros cúbicos diarios. En el año 2013 en la ciudad de Cali se generaron 
https://www.google.com.co/search?q=abecedario+espa%C3%B1ol&espv=210&es_sm=93&biw=1280&bih=699&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=0O4gU6qIHOeY2AWUhYCQBA&sqi=2&ved=0CCcQsAQ
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aproximadamente 2480 m3 de escombros a diario, para hacerse una idea con esta cantidad 
de escombros se podría hacer una capa de 33cm por toda la cancha del estadio olímpico 
Pascual Guerrero. Estas cantidades de escombros son producidas en un en un 76,6% por 
las constructoras y obras públicas, el otro 23,4% es generado por las remodelaciones 
generadas a las viviendas ejecutadas por particulares. Actualmente en la ciudad, la 
situación más crítica respecto a escombreras se trata de la zona de brisas de comunero 
ubicada detrás de la ciudadela educativa Isaías Duarte Cancino en el barrio de Mojica, la 
cual posee por lo menos dos millones de metros cúbicos en escombros. 
Se inició el trabajo de campo analizando la composición del RCD de acuerdo los 
parámetros de la norma UNE EN 933-11 (española), con el fin de saber cómo estaba 
constituido el agregado grueso RCD y que tanto influiría esto en futuros resultados. 
Entonces se obtuvo que el 78% corresponde a Rc+Ru, y el 22% restante a Rb, por lo cual 
se concluye que sus mayores elementos constituyentes son productos de concreto. El RC 
está compuesto por Concreto, productos de concreto, morteros y bloques de concreto. El 
RB está compuesto por cerámicos, arcillas, tejas y azulejos lo cual puede llegar a ser una 
posible causa de disminución en la resistencia debido a que estos elementos posee una 
absorción más elevada y una resistencia menor que los elementos en concreto. 
Al evaluar los resultados obtenidos de las pruebas de gravedad específica y absorción, 
se nota que los agregados naturales son más densos que los RCD, de tal manera que para 
los gruesos la variación es del 20% mientras que para los finos es del 31% (Gs Bulk), lo 
que indica que los agregados finos tendrán una mayor cantidad de sólidos por unidad de 
volumen y esto se ve reflejado en los valores de absorción, nótese la gran variación de los 
resultados para gruesos de 1,08 % a 9,01 % y para finos 1,3 a 5,57%. Lo que, 
teóricamente,necesitara mayor cantidad de agua cuando se utilice agregado RCD para 
fabricar concreto y darle manejabilidad. 
Para empezar a fabricar los adoquines se diseñó un molde de adoquines con ejecución 
manual que constaba de dos partes, una, sobre la cual se depositaba la mezcla de concreto 
y la otra era con la que se le hacía presión a la mezcla para que quedará compactada en 
los moldes, estos moldes eran rectangulares con dimensiones de 20x10x6cm. 
Del anterior diseño de mezcla se concluyeron dos cosas muy importantes en la 
investigación: 
Que la forma como se estaban fundiendo los adoquines no era la correcta porque el 
molde no le brindaba un movimiento a la mezcla para que esta se acomodara 
correctamente y lograr ocupar todos los espacios vacíos que existieran. Por ende se le 
buscó una solución contundente a este problema, la cual era encontrar una máquina de 
fabricar adoquines. La máquina que se encontró tenía un sistema de vibro compactación 
para lograr que los agregados de la mezcla ocuparan prácticamente todos los vacíos del 
molde. A parte de esto poseía un sistema de apisonamiento que caía por acción de 
gravedad justo en el molde para brindarle más compactación a la mezcla. 
A parte de esto se decidió realizar de nuevo la granulometría del agregado fino para 
así poder retomar un nuevo diseño Fuller, encontrando un módulo de finura mayor para 
el agregado fino y así utilizando las ecuaciones del método Fuller aumentar la cantidad 
de agregado fino de la mezcla. 
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En cuestión de textura los adoquines habían mejorado mucho, se observaba un mejor 
acabado y más compacta la mezcla. 
Realizando los ensayos a la flexo-tracción a los 14 y 28 días se encontró que los 
resultados eran 1,2 y 1,6 MPa. Lo que significaba que estaba lejos aún del resultado 
esperado y exigido por la norma NTC-2017. 
Por los resultados del anterior diseño de mezcla, se decidió realizar un cambio para 
que la resistencia a la flexo-tracción aumentara considerablemente, según la metodología 
empleada para el diseño de mezcla mostrada anteriormente la componente del diseño que 
se debía cambiar era la relación agua cemento, en el documento de Soutsos (2011) se 
encuentra una recomendación que ellos hacen la cual dice que la relación agua cemento 
debe ser inferior a 0,4. Para tener una mayor resistencia se decide disminuirla hasta 0,35. 
Para este diseño ya se cumplió con el requisito a la flexo-tracción que tiene la NTC-
2017 de 5,0 MPa la cual es muy exigente si se compara con la norma europea UNE-EN 
1338 la cual como requisito exige 3,6 MPa a flexo-tracción. También se logró alcanzar el 
requisito plasmado en la norma NTC-2017 respecto a la absorción la cual exige que sea 
menor al 7%. 
Hay un dato que disminuyó el promedio de la flexotracción, a esto se denomina falla 
súbita, la cual es distinta a las de los otros adoquines, sin embargo este diseño de mezcla 
logró cumplir con la exigencia a la flexo-tracción estipulada en la NTC-2017 para un lote 
de 5 adoquines. Además con una dispersión pequeña lo cual significa que no existe una 
gran diferencia entre los resultados. 
3. Conclusiones 
Se comprobó que no es viable realizar concreto reciclado con reemplazos 100%, ya 
que a tempranas edades tiene una reducción en módulo de rotura de 64% con respecto a 
la mezcla con agregado natural, lo cual indica que no alcanza a cumplir la resistencia 
exigida en la norma NTC-2017 a los 28 días. 
Se apreció de acuerdo a los resultados obtenidos en el ensayo de gravedad específica 
y absorción, que los agregados reciclados presentan mayor capacidad de absorción (9,0%) 
que los agregados naturales (1,8%), debido a su alto contenido en material cerámico y 
mortero adherido. 
Se identificó la influencia del porcentaje de dispersión en la homogeneidad de los 
agregados de la mezcla. Lo cual al final del proceso produce fallas repentinas en la 
estructura del adoquín arrojando módulos de rotura bajos. 
Se logró cumplir la principal motivación del proyecto, brindar una alternativa diferente 
para el reciclaje de los RCD y se comprobó la hipótesis que la utilización de agregados 
alternativos RCD es de fácil aplicación e implementación en las pequeñas y mediana 
industrias de producción de adoquines. Reemplazando pequeñas cantidades. 
Se caracterizó un residuo de construcción proveniente de la ciudad de Cali, empresa 
Emsirvac, al cual se le estudio su composición y propiedades físico-mecánicas, que 
arrojaron datos para tener en cuenta tales, como en la clasificación del RCD el 22% de su 
composición son cerámicos y sus derivados lo cual influyó claramente en los resultados 
finales. 
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Se estableció la dosificación óptima con agregados naturales para la fabricación de 
adoquines que cumplan con la norma técnica colombiana (NTC-2017). 
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Tomado de: http://www.elpais.com.co/elpais/graficos/infografia-ruta-escombros-
cali 
NTC -2017: Norma técnica colombiana para adoquines de concreto para pavimentos, 
Bogotá, 2004.