Estudio experimental de las escorias de incineración de residuos sólidos urbanos (EIRSU) : aplicación en capas ligadas de firmes tratadas con cemento

Abstract

En este trabajo se estudia el uso controlado de las escorias de incineración deresiduos sólidos urbanos (EIRSU) en construcción, en particular en lo que se refiere a lasustitución parcial de áridos naturales para la fabricación de hormigón compactado ygrava-cemento, y la aplicación en un tramo experimental de carretera. Para ello, se hanconsiderado las prestaciones mecánicas, de durabilidad y el impacto ambiental quederivados del empleo de las EIRSU.Para determinar el uso controlado de las EIRSU, primero se realizó un análisiscomparativo entre las EIRSU y los áridos naturales, en lo que respecta a sucaracterización como áridos para hormigón compactado y grava-cemento; esto permitiópredecir los potenciales problemas que presentan las EIRSU en estas matrices.Posteriormente, se determinó la dosificación más apropiada en términos de resistencia ydurabilidad del hormigón compactado y la grava-cemento, fabricados con mezclas deáridos finos de origen natural y EIRSU de la fracción 5-12 mm. Asimismo, dentro de lapresente tesis se realizó el estudio y puesta en obra de un tramo experimental decarretera, en el que se utilizaron las dosificaciones previamente determinadas en ellaboratorio, para reparación de baches, y capas de firmes. El tramo experimental decarretera sirvió para realizar un seguimiento a corto plazo del comportamiento de estosmateriales, con el objetivo de obtener resultados reales del uso de las EIRSU en estetipo de obras. Finalmente, se realizó el estudio del impacto medioambiental que producela utilización del EIRSU en matrices tratadas con cemento (utilizando cemento Pórtlandy áridos finos de origen natural), mediante el análisis de lixiviados.Los estudios citados ponen de manifiesto que las EIRSU de la fracción 5-20mm, son una buena alternativa de reemplazo parcial de áridos naturales para capas defirme de hormigón compactado y grava-cemento, con resistencias mecánicas similares alas exigidas por el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para el tipo de obrasestudiadas, así como presentan un buen comportamiento ambiental dentro del periodoanalizado en la presente tesis. This study is focused on the controlled use of municipal solid waste incineration(MSWI bottom ash) for construction, particularly, on the partial substitution of naturalaggregates used for roller-compacted concrete and cement-treated bases manufacture.An experimental track has been constructed. Mechanical and durability behavior havebeen considered, as well as the environmental impact of using MSWI.To determine the controlled use of MSWI, first of all it was carried out acomparative analysis between MSWI and natural aggregates, considering itscharacterization as aggregates for roller-compacted concrete and cement-treated bases;this study allowed to predict the potential problems that MSWI can produce on thesematrices. Afterwards, it was determined the most appropriate design taking into accountthe resistance and durability of both roller-compacted concrete and cement-treated basesmanufactured using a fine natural aggregate and MSWI (the 5-12 fraction) mixture. Inthe present thesis it has also been studied and constructed a road experimental track,using the designs made at laboratory for pothole reparation and pavement layers. Theexperimental track was used to study the short-term behavior of these materials with theobjective to obtain real results of the use of MSWI in this kind of works. Finally it wasmade the environmental impact study caused by the addition of MSWI to cementmatrices (using Portland cement and natural fine aggregates). This study was made bymeans of a lixiviation analysis.The studies before mentioned reveal that 5-20 mm MSWI fraction is a goodalternative to replace partially natural aggregates for rolled-compacted concrete andcement-treated bases pavement layers, provided that they give similar resistances to theones demanded on the Spanish Technical Specifications for the type of works studied.Likewise, they have had a good environmental performance during the period analyzedin this thesis.