Published November 6, 2023
| Version v1
Publication
Open
Incorporating coarse and fine recycled aggregates into concrete mixes: mechanical characterization and environmental impact
Creators
- 1. Aswan University
- 2. Mansoura University
- 3. University of Bologna
- 4. University of Waterloo
Description
Abstract Concrete waste (CW) recycling stands as a promising strategy to promote sustainable construction practices. This research aims to assess the feasibility of using recycled concrete aggregates (RCA) as a surrogate for natural aggregates (NA) in concrete applications and reduce the environmental impact associated with the depletion of natural resources and landfill space. To achieve these objectives, CW was segregated from debris mixes of construction and demolition waste (CDW), collected, crushed, and graded to generate RCA. Thirty-two concrete samples were prepared and categorized into four distinct groups with 0% (reference), 50%, 75%, and 100% substitution levels for both coarse RCA (CRCA) and fine RCA (FRCA), all utilized simultaneously. Concurrently, the environmental impacts of producing 1 m 3 of concrete were evaluated using a life cycle assessment (LCA) approach, (cradle-to-gate) covering three phases, the raw material supply (A1), transportation (A2) and concrete production (A3). At the 50% replacement level, the mechanical properties of recycled aggregate concrete (RAC) demonstrated a 20.0% increase in splitting tensile strength, accompanied by marginal decrease in workability (15.0%) and compressive strength (6.0%). In addition, at that percentage, the average environmental effects were reduced by 31.3%, with specific reductions of 34.7% for A1, 40.3% for A2, and no change in A3.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تقف إعادة تدوير نفايات الخرسانة المجردة (CW) كاستراتيجية واعدة لتعزيز ممارسات البناء المستدامة. يهدف هذا البحث إلى تقييم جدوى استخدام الركام الخرساني المعاد تدويره (RCA) كبديل للركام الطبيعي (NA) في التطبيقات الخرسانية وتقليل التأثير البيئي المرتبط باستنزاف الموارد الطبيعية ومساحة دفن النفايات. ولتحقيق هذه الأهداف، تم فصل الأسلحة الكيميائية عن مخلفات نفايات البناء والهدم (CDW)، وتم جمعها وسحقها وتصنيفها لتوليد تحليل السبب الجذري. تم إعداد وتصنيف اثنين وثلاثين عينة خرسانية إلى أربع مجموعات متميزة بمستويات استبدال 0 ٪ (مرجعية) و 50 ٪ و 75 ٪ و 100 ٪ لكل من RCA الخشن (CRCA) و RCA الدقيق (FRCA)، وكلها تستخدم في وقت واحد. في الوقت نفسه، تم تقييم الآثار البيئية لإنتاج 1 م 3 من الخرسانة باستخدام نهج تقييم دورة الحياة (LCA)، (من المهد إلى البوابة) الذي يغطي ثلاث مراحل، إمدادات المواد الخام (A1)، والنقل (A2) وإنتاج الخرسانة (A3). عند مستوى الاستبدال 50 ٪، أظهرت الخواص الميكانيكية للخرسانة المعاد تدويرها (RAC) زيادة بنسبة 20.0 ٪ في مقاومة الشد الانقسام، مصحوبة بانخفاض هامشي في قابلية التشغيل (15.0 ٪) ومقاومة الانضغاط (6.0 ٪). بالإضافة إلى ذلك، عند هذه النسبة المئوية، تم تقليل متوسط التأثيرات البيئية بنسبة 31.3 ٪، مع تخفيضات محددة بنسبة 34.7 ٪ لـ A1، و 40.3 ٪ لـ A2، ولم يحدث أي تغيير في A3.Translated Description (French)
Résumé Le recyclage des déchets de béton (CW) constitue une stratégie prometteuse pour promouvoir des pratiques de construction durables. Cette recherche vise à évaluer la faisabilité de l'utilisation d'agrégats de béton recyclé (ACR) comme substitut des agrégats naturels (AN) dans les applications du béton et à réduire l'impact environnemental associé à l'épuisement des ressources naturelles et des sites d'enfouissement. Pour atteindre ces objectifs, CW a été séparé des mélanges de débris de déchets de construction et de démolition (CDW), collecté, broyé et classé pour générer des RCA. Trente-deux échantillons de béton ont été préparés et classés en quatre groupes distincts avec des niveaux de substitution de 0 % (référence), 50 %, 75 % et 100 % pour les RCA grossiers (CRCA) et fins (FRCA), tous utilisés simultanément. Parallèlement, les impacts environnementaux de la production de 1 m 3 de béton ont été évalués à l'aide d'une approche d'analyse du cycle de vie (ACV), (du berceau à la porte) couvrant trois phases, l'approvisionnement en matières premières (A1), le transport (A2) et la production de béton (A3). Au niveau de remplacement de 50 %, les propriétés mécaniques du béton granulat recyclé (RAC) ont démontré une augmentation de 20,0 % de la résistance à la rupture par traction, accompagnée d'une diminution marginale de la maniabilité (15,0 %) et de la résistance à la compression (6,0 %). De plus, à ce pourcentage, les effets environnementaux moyens ont été réduits de 31,3 %, avec des réductions spécifiques de 34,7 % pour A1, 40,3 % pour A2 et aucun changement pour A3.Translated Description (Spanish)
Resumen El reciclaje de residuos de concreto (CW) se presenta como una estrategia prometedora para promover prácticas de construcción sostenibles. Esta investigación tiene como objetivo evaluar la viabilidad del uso de agregados de hormigón reciclado (ACR) como sustituto de los agregados naturales (AN) en aplicaciones de hormigón y reducir el impacto ambiental asociado con el agotamiento de los recursos naturales y el espacio de los vertederos. Para lograr estos objetivos, CW se separó de las mezclas de escombros de residuos de construcción y demolición (CDW), se recolectó, se trituró y se clasificó para generar RCA. Se prepararon treinta y dos muestras de concreto y se clasificaron en cuatro grupos distintos con niveles de sustitución del 0% (referencia), 50%, 75% y 100% tanto para RCA grueso (CRCA) como para RCA fino (FRCA), todos utilizados simultáneamente. Al mismo tiempo, los impactos ambientales de la producción de 1 m 3 de concreto se evaluaron utilizando un enfoque de evaluación del ciclo de vida (ACV), (de la cuna a la puerta) que abarca tres fases, el suministro de materia prima (A1), el transporte (A2) y la producción de concreto (A3). En el nivel de reemplazo del 50%, las propiedades mecánicas del concreto de agregado reciclado (rac) demostraron un aumento del 20.0% en la resistencia a la tracción de división, acompañado de una disminución marginal en la trabajabilidad (15.0%) y la resistencia a la compresión (6.0%). Además, en ese porcentaje, los efectos ambientales medios se redujeron en un 31,3%, con reducciones específicas del 34,7% para A1, 40,3% para A2 y ningún cambio en A3.Files
s10163-023-01834-1.pdf.pdf
Files
(4.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1d863c005bffe6ce22259ff48443e3f5
|
4.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دمج الركام المعاد تدويره الخشنة والناعمة في خلطات الخرسانة: التوصيف الميكانيكي والتأثير البيئي
- Translated title (French)
- Incorporation d'agrégats grossiers et fins recyclés dans les mélanges de béton : caractérisation mécanique et impact environnemental
- Translated title (Spanish)
- Incorporación de áridos reciclados gruesos y finos en mezclas de hormigón: caracterización mecánica e impacto ambiental
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388423449
- DOI
- 10.1007/s10163-023-01834-1
References
- https://openalex.org/W1985870602
- https://openalex.org/W1993437736
- https://openalex.org/W2013009522
- https://openalex.org/W2026984331
- https://openalex.org/W2040677529
- https://openalex.org/W2054034334
- https://openalex.org/W2065088143
- https://openalex.org/W2130945469
- https://openalex.org/W2462733996
- https://openalex.org/W2510881210
- https://openalex.org/W2604200930
- https://openalex.org/W2624535875
- https://openalex.org/W2729020886
- https://openalex.org/W2735488770
- https://openalex.org/W2738307917
- https://openalex.org/W2742409663
- https://openalex.org/W2744783981
- https://openalex.org/W2746115701
- https://openalex.org/W2749212148
- https://openalex.org/W2751223951
- https://openalex.org/W2770819486
- https://openalex.org/W2782055019
- https://openalex.org/W2789247668
- https://openalex.org/W2795502213
- https://openalex.org/W2798146515
- https://openalex.org/W2801107623
- https://openalex.org/W2888798633
- https://openalex.org/W2910130969
- https://openalex.org/W2921371629
- https://openalex.org/W2921670238
- https://openalex.org/W2955681686
- https://openalex.org/W2975754990
- https://openalex.org/W2990185176
- https://openalex.org/W3010314021
- https://openalex.org/W3021836562
- https://openalex.org/W3047903664
- https://openalex.org/W3080461734
- https://openalex.org/W3080902930
- https://openalex.org/W3107305001
- https://openalex.org/W3119227054
- https://openalex.org/W3132731197
- https://openalex.org/W3147352042
- https://openalex.org/W3159995911
- https://openalex.org/W3186642418
- https://openalex.org/W3195263762
- https://openalex.org/W3205770205
- https://openalex.org/W3207190193
- https://openalex.org/W4206280652
- https://openalex.org/W4210750266
- https://openalex.org/W4220810663
- https://openalex.org/W4229022313
- https://openalex.org/W4281710266
- https://openalex.org/W4292184208
- https://openalex.org/W4294232781
- https://openalex.org/W4301396587
- https://openalex.org/W4311612361
- https://openalex.org/W4311779028
- https://openalex.org/W4315864387
- https://openalex.org/W4318681888
- https://openalex.org/W4319225454
- https://openalex.org/W4319331845
- https://openalex.org/W4322630826
- https://openalex.org/W4324130904
- https://openalex.org/W4362718372
- https://openalex.org/W4381686960