El objetivo de la presente investigación es diseñar concreto con agregado grueso reciclado con resistencia a la compresión de f´c = 210 kg/cm2 y demostrar su viabilidad para construcción de muros prefabricados de viviendas modulares con el método ACI en el distrito de Villa María del Triunfo, Lima. Basándose en ello, se busca incentivar el reciclaje para la fabricación de viviendas modulares que ofrezcan una mejor calidad de vida. Se desarrolló una investigación de tipo aplicada y experimental, realizado con una muestra de 280 probetas y 10 vigas de concreto natural y reciclado. Como técnica principal se utilizó el estudio de campo y como instrumento, el análisis de datos cuantitativos. Se recolectó un conglomerado de 5 m3 de material de demolición de una acera de concreto y se realizó el proceso de transformación para obtener agregado grueso reciclado en tamaño nominal de 1”. Se diseñó mezclas de concreto con agregado natural y agregado reciclado al 25%, 50%, 75% y 100% de sustitución, realizándose ensayos por resistencia a la compresión, flexión y tracción al concreto endurecido. Asimismo, se realizó un análisis de costos sobre la producción por m3 entre el concreto con agregado reciclado versus el concreto con agregado convencional. Además, se diseñó un módulo familiar con concreto reciclado y se analizó su comportamiento estructural en un software. Finalmente, el agregado grueso de concreto reciclado puede sustituir al 100% la piedra natural triturada y con ello disminuir la explotación de la corteza terrestre para la extracción de piedra natural. / The research objective is to design concrete with recycled coarse aggregate with compression resistance of f´c = 210 kg/cm2, and to demonstrate its viability for the construction of prefabricated walls of modular homes with the ACI method in the district of Villa María del Triunfo in Lima. According to this, it seeks to encourage the use of recycled materials in modular homes manufacturing which also offers a better quality of life. Applied experimental research was carried out with a sample of 280 specimens and 10 beams of natural and recycled concrete. The main technique used was the field study, and the instrument, quantitative data analysis. A conglomerate of 5 m3 of demolition material was collected from a concrete sidewalk and the transformation process was carried out to obtain recycled coarse aggregate in nominal size of 1". Mixtures of concrete with natural aggregate and recycled aggregate at 25%, 50%, 75% and 100% replacement levels were designed, performing tests for resistance to compression, bending and traction to hardened concrete. In addition, a cost analysis on the production per m3 was carried out, comparing concrete with recycled aggregate versus concrete with conventional aggregate. Furthermore, a module with recycled concrete was designed and its structural behavior was analyzed in a structural design software. In conclusion, the coarse recycled concrete aggregate can replace 100% crushed natural stone and can thereby reduce the earth's crust exploitation for the extraction of natural stone. / Tesis

Recycled concrete is among the rising eco-friendly construction materials which helps to reduce waste and the need for new natural resources. However, such concrete may present previous deterioration due to, for instance, alkali-silica reaction (ASR), which is an ongoing distress mechanism that may keep being developed in the recycled material. This work aims to evaluate the potential of further distress and crack development (i.e. initiation and propagation) of AAR-affected RCA concrete in recycled mixtures displaying distinct past damage degrees and reactive aggregate types. Therefore, concrete specimens incorporating two highly reactive aggregates (Springhill coarse aggregate and Texas sand) were manufactured in the laboratory and stored in conditions enabling ASR development. The specimens were continuously monitored over time and once they reached marginal (0.05%) and very high (0.30%) expansion levels, they were crushed into RCA particles and re-used to fabricate RCA concrete. The RCA specimens were then placed in the same previous conditions and the “secondary” ASR-induced development monitored over time. Results show that the overall damage in ASR-affected RCA concrete is quite different from affected conventional concrete, especially with regards to the severely damaged RCA particles, where ASR is induced by a reactive coarse aggregate, as the RCA particle itself may present several levels of damage simultaneously caused by past/ongoing ASR and newly formed ASR. Moreover, the influence of the original damage extent in such RCA concrete was captured by the slightly damaged RCA mixture eventually reaching the same damage level as the severely damaged mixture. Furthermore, the original extent of deterioration influence the “secondary” induced expansion and damage of RCA concrete since the higher the original damage level, the higher the cracks numbers and lengths observed in the RCA concrete for the same expansion level whereas wider cracks are generated by RCA having previously been subjected to slight damage thus indicating the difference in the distress mechanism as a function of original extent of damage. In addition, it has been found that distress on RCA containing a reactive sand generates and propagates from the residual mortar (RM) into the new mortar (NM) as opposed to RCA containing a reactive coarse aggregate, being generated and propagated from the original coarse aggregate (i.e. original virgin aggregate – OVA) into the NM. Likewise, RCA containing a reactive sand caused longer and higher number of cracks for the same “secondary” induced expansion than the RCA made of reactive coarse aggregate. Finally, novel qualitative and descriptive models are proposed in this research to explain ASR-induced distress generation and propagation on RCA mixtures made of reactive fine and coarse aggregates.

[pt] Nas últimas décadas, o setor da construção tem procurado mitigar os efeitos da sua atividade desenvolvendo novas formulações de materiais mais sustentáveis. Diversos estudos têm analisado a viabilidade do uso de agregado reciclado a partir de resíduos de construção e demolição, em substituição ao agregado natural. As normas internacionais restringem o uso de agregados reciclados em concreto estrutural, geralmente limitando-se a agregados reciclados compostos apenas por fragmentos cimentícios. Entretanto, a utilização de agregado reciclado com certo teor de fragmentos cerâmicos simplificaria o processo de separação antes da reciclagem, tornando-a mais viável e barata. Neste trabalho, observou-se que mesmo a substituição de 100 por cento do agregado natural por agregado reciclado misto não causou impacto significativo nas propriedades do concreto fresco e endurecido. Os resultados experimentais também mostraram que o Modelo do Empacotamento Compressível pode ser aplicado com sucesso para a dosagem de concretos produzidos com agregado reciclado misto até a classe de resistência C50. Por fim, os resultados à flexão de vigas curtas de concreto armado mostraram que as prescrições da norma brasileira ABNT NBR 6118:2014 para concretos convencionais também podem ser aplicadas a vigas de concreto com agregado reciclado misto com até 15 por cento de fragmentos cerâmicos. / [en] In the last decades, the construction sector has tried to mitigate the adverse effects of its activity by developing new formulations for more sustainable materials. Several studies have analyzed the feasibility of using recycled aggregate from construction and demolition waste in concrete to replace natural aggregate. International standards restrict the use of recycled aggregates in structural concrete, usually limiting to recycled aggregates composed only of cement-based fragments. However, using recycled aggregate with a certain content of ceramic fragments would simplify the separation process before recycling, making it more feasible and cheaper. In this work, it was observed that even replacing 100 percent of the natural aggregate with mixed recycled aggregate did not cause a significant impact on fresh and hardened concrete properties. The experimental results also showed that the Compressible Packing Model could be successfully applied for the mix design of mixed recycled aggregate concrete up to strength class C50. Finally, the results regarding the flexural behavior of short reinforced concrete beams showed that the prescriptions of the Brazilian standard ABNT NBR 6118:2014 for the bending behavior of conventional concrete beams could also be applied to beams made with concrete with mixed recycled aggregate up to 15 percent of ceramic fragments.

A exploração dos recursos naturais e a degradação do meio ambiente têm sido fonte de preocupação no âmbito mundial. A busca por soluções alternativas que não causem ou que diminuam os impactos ambientais tornou-se comum na sociedade. Nesse contexto, a pavimentação vem contribuindo significativamente com soluções alternativas para destinação final de diversos tipos de resíduos, principalmente os oriundos da indústria da construção civil que sempre foi uma das maiores geradoras. Os resíduos da construção e demolição (RCD) podem ser transformados em agregados reciclados de ótima qualidade e podem ser aplicados em diversos serviços de engenharia. Os agregados reciclados, segundo a NBR 15116 (ABNT, 2004), são separados em misto e de concreto (ARC). No Brasil existem poucas pesquisas com o ARC, no entanto, as que existem e as pesquisas internacionais relatam que uma característica marcante do ARC é a cimentação própria. Portanto, o objetivo desta pesquisa é estudar o comportamento mecânico, ao longo do tempo de cura, do agregado reciclado de concreto proveniente da Usina de Reciclagem de São Carlos e de sua mistura com um solo laterítico, a fim de utilizá-los na construção de pavimentos. O estudo envolveu a análise dos resultados de resistência à compressão simples, módulo tangente, módulo de resiliência, deformação permanente e índice de suporte Califórnia (CBR) de corpos-de-prova de ARC e da sua mistura com solo laterítico, moldados em diferentes energias de compactação e ensaiados com tempos de cura variados. Ao final, concluiu-se que o agregado reciclado de concreto (ARC) é uma alternativa para construção de bases de pavimentos, podendo também substituir o agregado natural da mistura solo arenoso laterítico - brita descontínua, muito utilizada nas rodovias do interior de São Paulo. / Natural resources exploitation and the environmental degradation are a worldly problem nowadays. Searching for alternative solutions is something usual in most countries. Pavement systems are now contributing significantly with these alternative solutions by using the waste of construction demolition. This specific kind of waste can turn into mixed recycled aggregate or recycled concrete aggregate. There are just few researches in Brazil about the use of recycled concrete aggregate (RCA), however international researches have shown that this aggregate has a very characteristic and positive mark: self cementation. This research has got the objective of studying the mechanic behavior of the recycled concrete aggregate and its mix with lateritic soil on the construction of base pavements with different analytic basis. The study involved the analysis of the laboratorial tests results of the unconfined compressive strength, tangent modulus, resilient modulus, permanent deformation and California Bearing Ration (CBR) of RCA specimens and its mix with lateritic soil, molded in different compaction energy and tested in different curing times. In conclusion, this kind of recycled aggregate has proved to be a sustainable alternative for the natural aggregate in the construction of many roads in small cities of the State of São Paulo - Brazil.

O presente trabalho avaliou a viabilidade do uso de Resíduos de Construção e Demolição (RCD) provenientes da geração de dois traços de concretos distintos. Um Concreto Convencional-CC (traço em massa:1:2,94:3,56; a/c:0,61) utilizando cimento CP IV 32 e outro concreto de Alta Resistência-CAR (traço em massa:1:1,11:2; a/c: 0,22; com adição, aditivo e pó xadrez vermelho) utilizando cimento CP V-ARI. Após 28 dias de cura, 3 corpos de prova de cada traço foram submetidos ao ensaio de resistência a compressão axial apresentando em média para CC 21,02 MPa e para CAR 95,09 MPa. Os materiais de ambos os traços foram cominuídos através de um britador de mandíbula ajustado para granulometria menor que 19,1 mm e retido em 4,75 mm. Com isso, foram realizados ensaios de granulometria de cada traço, e misturados em volumes iguais para o beneficiamento do material. Os primeiros ensaios foram realizados no jigue a ar, porém os resultados apresentados foram insatisfatórios. Para o jigue à água ocorreu uma separação visível de 3 estágios (Topo, Meio e Fundo) Utilizando somente as camadas de topo e fundo, os agregados reciclados de concreto (ARC) foram utilizados para confecção de novos concretos. Os resultados apontaram que a aplicação do jigue à água possibilitou um beneficiamento do material para uso como agregado graúdo. Os ensaios de resistência à compressão, os concretos produzidos com a camada de fundo do agregado reciclado superaram os produzidos com agregado natural. Nos ensaios de módulo de elasticidade, os concretos com o agregado natural exibiram resultados melhores do que os reciclados do topo, porém para os concretos produzidos com os agregados do fundo, os módulos se igualaram aos dos concretos com agregado natural. No ensaio de absorção, o concreto reciclado mostrou uma absorção maior que o concreto natural. Para a carbonatação os concretos com agregados reciclados tiveram melhores resultados. As avaliações dos efeitos foram concludentes para o uso do jigue no beneficiamento do agregado reciclado de concreto (ARC). / The present work evaluates the feasibility of using Construction and Demolition Waste (CDW) generated by two different concrete mixes, one being aconventional concrete-CC (mix:mass: 1:2, 94:3, 56, w/c: 0,61) using CP IV 32, and another being a high strength concrete - CAR (mix:mass: 1:1, 11:2, w/c: 0.22), with the addition of additive and red pigment) using cement CP V-ARI. After 28 days of curing, three test specimens of each concrete were submitted to the resistance test, presenting 21.02 MPa on average for CC and 95.09 Mpa for CAR. The materials of both mixes were comminuted by jaw crusher, and sieved to a particle size range of -19.1 mm + 4.75 mm. With this, granulometry, tests of each concrete were performed and the concretes were mixed in equal volumes for the application of the material processing. The first tests were performed by air jig, but the results were found to be unsatisfactory A visible separation of 3 stages (Top, Middle and Bottom) was achieved by use of water jig. Using only the top and bottom layers, Recycled Concrete Aggregates (RCA) was added for the creation of new concrete. The results indicate that the application of the water jig made it possible to improve the material for use as a large aggregate. For the compressive strength tests, the concretes produced with the bottom layer of the recycled aggregate surpassed those produced with natural aggregate. In the modulus of elasticity tests, concretes with the natural aggregate presented better results than those recycled from the top. For the concretes produced with the bottom aggregates, the modules matched that of the concrete with natural aggregate. In the absorption test the recycled concrete showed a higher absorption than the natural concrete. For carbonation the recycled had better results. An evaluation of the results concludes in favor of the use of water jig for the recycling of concrete aggregates (RCA).

<p>U disertaciji su prikazani rezultati sopstvenog eksperimentalnog<br />istraživanja sulfatne otpornosti betona sa recikliranim agregatom.<br />Istraživanje je zasnovano na komparativnoj analizi dve grupe betona koje<br />se razlikuju u krupnom agregatu, a u okviru kojih su varirani dve vrste<br />cementa i dva vodocementna faktora. Sulfatna otpornost je proveravana<br />nakon 3 i 6 meseci boravka u 5% Na2SO4 i u 5% MgSO4. Na očvrslom betonu<br />ispitivani su kapilarno upijanje vode, promena dužine uzoraka, čvrstoća<br />pri pritisku i urađene su mikrostrukturne analize: MIP, SEM, BSE/EDS,<br />XRD i FTIR. Istaknuto je da se primenom krupnog agregata od recikliranog<br />betona i veziva odgovarajućeg mineraloškog sastava mogu dobiti<br />konstrukcijski betoni, odnosno betoni sa zadovoljavajućim mehaničkim<br />karakteristikama, ali i sa zadovoljavajućom trajnošću sa aspekta<br />sulfatne korozije.</p> / <p>This paper presents the experimental research results of the sulphate resistance of<br />concrete with recycled aggregate. The research is based on a comparative analysis of<br />two groups of concrete that differ in coarse aggregate types. Within these two concrete<br />groups, two types of cement of the same class and two water/cement ratios have been<br />varied. Sulphate resistance was examined after 3 and 6 months of immersion in 5%<br />Na2SO4 and 5% MgSO4. Capillary water absorption, sample length change and<br />compressive strength were studied in hardened concrete and the following<br />microstructural analyzes were performed: MIP, SEM, BSE/EDS, XRD and FTIR. It has<br />been found that structural concrete with apppropriate mechanical properties as well as<br />with satisfactory durability from the aspect of sulphate corrosion can be obtained by<br />combination of a coarse recycled concrete aggregate and a binder of an appropriate<br />mineralogical composition.</p>

<p>U disertaciji su prikazani rezultati sopstvenog eksperimentalnog istraživanja mogućnosti primjene biopepela, nastalog sagorjevanjem žetvenih ostataka, kao mineralnog dodatka u cementnim kompozitima: malterima i betonima. Istraživanje je zasnovano na komparativnoj analizi 27 vrsta maltera u kojima je varirana vrsta biopepela i vrsta sitnozrnog agregata i 12 vrsta betona koje se razlikuju u vrsti veziva i u krupnom agregatu. Na očvrslom malteru su ispitani: konzistencija, čvrstoća pri pritisku i kapilarno upijanje vode, a na očvrslom betonu ispitivani su kapilarno upijanje vode, skupljanje pri sušenju, čvrstoća pri pritisku, dinamički modul elastičnosti, otpornost na habanje, vodonepropustljivost i čvrstoća na savijanje. Istaknuto je da se primjenom biopepela kao zamjene dijela cementa mogu dobiti konstrukcijski malteri i betoni, odnosno betoni sa zadovoljavajućim fizičkim i mehaničkim karakteristikama.</p> / <p>The dissertation presents the results of an own experimental research on the possibility of using biomass ash as a mineral additive in cement composites: mortar and concrete. The research is based on a comparative analysis of 27 types of mortars in which the type of biomass ash and the type of fine-grained aggregate were varied, as well as 12 types of concrete that differ in the type of binder and coarse aggregate. Following properties were tested on hardened mortars: consistency, compressive strength and capillary water absorption, and on hardened concrete: capillary water absorption, drying shrinkage, compressive strength, dinamic modulus of elasticity, wear resistance, waterpermeability and flexural strength. It was pointed out that biomass ash can be used as a replacement of a part of cement, thereby obtaining satisfactory physical and mechanical characteristics.</p>

A practicum report for the degree of Master of Environmental Science, Institute of Environmental Sciences, Miami University, 2007. / Title from first page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 63-73).

O presente trabalho avaliou a viabilidade do uso de Resíduos de Construção e Demolição (RCD) provenientes da geração de dois traços de concretos distintos. Um Concreto Convencional-CC (traço em massa:1:2,94:3,56; a/c:0,61) utilizando cimento CP IV 32 e outro concreto de Alta Resistência-CAR (traço em massa:1:1,11:2; a/c: 0,22; com adição, aditivo e pó xadrez vermelho) utilizando cimento CP V-ARI. Após 28 dias de cura, 3 corpos de prova de cada traço foram submetidos ao ensaio de resistência a compressão axial apresentando em média para CC 21,02 MPa e para CAR 95,09 MPa. Os materiais de ambos os traços foram cominuídos através de um britador de mandíbula ajustado para granulometria menor que 19,1 mm e retido em 4,75 mm. Com isso, foram realizados ensaios de granulometria de cada traço, e misturados em volumes iguais para o beneficiamento do material. Os primeiros ensaios foram realizados no jigue a ar, porém os resultados apresentados foram insatisfatórios. Para o jigue à água ocorreu uma separação visível de 3 estágios (Topo, Meio e Fundo) Utilizando somente as camadas de topo e fundo, os agregados reciclados de concreto (ARC) foram utilizados para confecção de novos concretos. Os resultados apontaram que a aplicação do jigue à água possibilitou um beneficiamento do material para uso como agregado graúdo. Os ensaios de resistência à compressão, os concretos produzidos com a camada de fundo do agregado reciclado superaram os produzidos com agregado natural. Nos ensaios de módulo de elasticidade, os concretos com o agregado natural exibiram resultados melhores do que os reciclados do topo, porém para os concretos produzidos com os agregados do fundo, os módulos se igualaram aos dos concretos com agregado natural. No ensaio de absorção, o concreto reciclado mostrou uma absorção maior que o concreto natural. Para a carbonatação os concretos com agregados reciclados tiveram melhores resultados. As avaliações dos efeitos foram concludentes para o uso do jigue no beneficiamento do agregado reciclado de concreto (ARC). / The present work evaluates the feasibility of using Construction and Demolition Waste (CDW) generated by two different concrete mixes, one being aconventional concrete-CC (mix:mass: 1:2, 94:3, 56, w/c: 0,61) using CP IV 32, and another being a high strength concrete - CAR (mix:mass: 1:1, 11:2, w/c: 0.22), with the addition of additive and red pigment) using cement CP V-ARI. After 28 days of curing, three test specimens of each concrete were submitted to the resistance test, presenting 21.02 MPa on average for CC and 95.09 Mpa for CAR. The materials of both mixes were comminuted by jaw crusher, and sieved to a particle size range of -19.1 mm + 4.75 mm. With this, granulometry, tests of each concrete were performed and the concretes were mixed in equal volumes for the application of the material processing. The first tests were performed by air jig, but the results were found to be unsatisfactory A visible separation of 3 stages (Top, Middle and Bottom) was achieved by use of water jig. Using only the top and bottom layers, Recycled Concrete Aggregates (RCA) was added for the creation of new concrete. The results indicate that the application of the water jig made it possible to improve the material for use as a large aggregate. For the compressive strength tests, the concretes produced with the bottom layer of the recycled aggregate surpassed those produced with natural aggregate. In the modulus of elasticity tests, concretes with the natural aggregate presented better results than those recycled from the top. For the concretes produced with the bottom aggregates, the modules matched that of the concrete with natural aggregate. In the absorption test the recycled concrete showed a higher absorption than the natural concrete. For carbonation the recycled had better results. An evaluation of the results concludes in favor of the use of water jig for the recycling of concrete aggregates (RCA).

O presente trabalho avaliou a viabilidade do uso de Resíduos de Construção e Demolição (RCD) provenientes da geração de dois traços de concretos distintos. Um Concreto Convencional-CC (traço em massa:1:2,94:3,56; a/c:0,61) utilizando cimento CP IV 32 e outro concreto de Alta Resistência-CAR (traço em massa:1:1,11:2; a/c: 0,22; com adição, aditivo e pó xadrez vermelho) utilizando cimento CP V-ARI. Após 28 dias de cura, 3 corpos de prova de cada traço foram submetidos ao ensaio de resistência a compressão axial apresentando em média para CC 21,02 MPa e para CAR 95,09 MPa. Os materiais de ambos os traços foram cominuídos através de um britador de mandíbula ajustado para granulometria menor que 19,1 mm e retido em 4,75 mm. Com isso, foram realizados ensaios de granulometria de cada traço, e misturados em volumes iguais para o beneficiamento do material. Os primeiros ensaios foram realizados no jigue a ar, porém os resultados apresentados foram insatisfatórios. Para o jigue à água ocorreu uma separação visível de 3 estágios (Topo, Meio e Fundo) Utilizando somente as camadas de topo e fundo, os agregados reciclados de concreto (ARC) foram utilizados para confecção de novos concretos. Os resultados apontaram que a aplicação do jigue à água possibilitou um beneficiamento do material para uso como agregado graúdo. Os ensaios de resistência à compressão, os concretos produzidos com a camada de fundo do agregado reciclado superaram os produzidos com agregado natural. Nos ensaios de módulo de elasticidade, os concretos com o agregado natural exibiram resultados melhores do que os reciclados do topo, porém para os concretos produzidos com os agregados do fundo, os módulos se igualaram aos dos concretos com agregado natural. No ensaio de absorção, o concreto reciclado mostrou uma absorção maior que o concreto natural. Para a carbonatação os concretos com agregados reciclados tiveram melhores resultados. As avaliações dos efeitos foram concludentes para o uso do jigue no beneficiamento do agregado reciclado de concreto (ARC). / The present work evaluates the feasibility of using Construction and Demolition Waste (CDW) generated by two different concrete mixes, one being aconventional concrete-CC (mix:mass: 1:2, 94:3, 56, w/c: 0,61) using CP IV 32, and another being a high strength concrete - CAR (mix:mass: 1:1, 11:2, w/c: 0.22), with the addition of additive and red pigment) using cement CP V-ARI. After 28 days of curing, three test specimens of each concrete were submitted to the resistance test, presenting 21.02 MPa on average for CC and 95.09 Mpa for CAR. The materials of both mixes were comminuted by jaw crusher, and sieved to a particle size range of -19.1 mm + 4.75 mm. With this, granulometry, tests of each concrete were performed and the concretes were mixed in equal volumes for the application of the material processing. The first tests were performed by air jig, but the results were found to be unsatisfactory A visible separation of 3 stages (Top, Middle and Bottom) was achieved by use of water jig. Using only the top and bottom layers, Recycled Concrete Aggregates (RCA) was added for the creation of new concrete. The results indicate that the application of the water jig made it possible to improve the material for use as a large aggregate. For the compressive strength tests, the concretes produced with the bottom layer of the recycled aggregate surpassed those produced with natural aggregate. In the modulus of elasticity tests, concretes with the natural aggregate presented better results than those recycled from the top. For the concretes produced with the bottom aggregates, the modules matched that of the concrete with natural aggregate. In the absorption test the recycled concrete showed a higher absorption than the natural concrete. For carbonation the recycled had better results. An evaluation of the results concludes in favor of the use of water jig for the recycling of concrete aggregates (RCA).