Recycling fine particles from construction and demolition wastes: characterization and effects on concrete perfromances

Recycling construction and demolition wastes induce the production of coarse aggregates, quite easily valorized in road foundations and concretes but also fine and very fine particles which are characterized by high water absorption level. The fine particles are very often rejected as they are containing polluting materials or because of their fineness and shape. This paper tends to show different ways of using Recycled Fine Aggregates (RFA).Integrative solutions for the valorization of CDW for transborder circular economy - Design and manufacture of customized 3D printed urban furniture using recycled sand - Secondary Raw Materials for Concrete Precast Products (introducing new products, applying the circular economy

Valorisation of brick fines for the production of hydraulic binders

Essais de valorisation de fines de briques pour l'élaboration de liants hydraulique à base de ciment et de laitier HF. Substitution en masse du ciment ou du laitier par des fines de brique. Essais de caractérisation chimique, minéralogique, rhéologique et mécanique. Pour la voie avec le laitier, réalisation d'un matériau alcali-activé.INTERREG VALDEM PROJEC

Terracotta brick fines as substitute binders in cements and alkali-activated materials

The construction industry today produces an enormous amount of waste, especially during the deconstruction and demolition of buildings. Terracota brick, which is the subject of our study, represents a significant part of this inert waste in some regions. The recycling of bricks is already carried out in the form of aggregates used for example in road embankments. But this constitutes what is called a "downcycling" operation. The investigated way is a valorization with higher added value via the elaboration of mixed hydraulic binders based on brick fines which are not valorized at present. The first way of valorization is the substitution of Portland cement composite based in reference brick fines with three granulometries (D50 de 3 µm, 20 µm et 180 µm) on the had and fines brick from demilition sites (D50 = 20 µm) on the other hand. The second valorization way is the use of alkali-activated materials, by means of substitution of blast furnace slag (GGBFS) by brick fines with a grain size D50 = 20 µm. The objective of the study is to understand the impact of the incorporation of brick fines in these two binders. The approach is a chemical, physical and mechanical characterization over time of the new binders. Valorization in cement is conclusive when substitution rates up to 20%: the performance of the material is equivalent to that of the control cement. For alkali-activated materials, it is shown that brick fines can be a precursor equivalent to GGBFS and thus lead to mechanical performances equivalent to control even up to 50% substitution rate in brick fines. Under certain conditions of alkali-activated solution concentration, the addition of 30% brick fines can greatly improve workability time. This certainly leads to a decrease in mechanical performance, but it is still in accordance with the construction needs.L’industrie de la construction produit aujourd’hui une quantité énorme de déchets, plus particulièrement lors de la déconstruction et la démolition de bâtiments. La brique, objet de notre étude, représente une part importante de ces déchets inertes dans certaines régions. Le recyclage des briques est déjà réalisé sous forme de granulats utilisés notamment dans les remblais routiers. Mais cela constitue ce que l’on appelle une opération de « downcycling ». La voie investiguée est une valorisation à plus forte valeur ajoutée via l’élaboration de liants hydrauliques mixtes à base de fines de brique qui ne sont par ailleurs pas valorisée à l’heure actuelle. La première voie de valorisation est l’élaboration d’un ciment composé Portland à base de fines de brique de référence avec trois granulométrie (D50 de 3 µm, 20 µm et 180 µm) d’une part et de fines issues de chantier de démolition (D50 = 20 µm) d’autre part.. La deuxième voie de valorisation est l’utilisation de matériaux alcali-activés, avec substitution de laitier de haut-fourneau (GGBFS) par les fines de brique d’une granulométrie D50 = 20 µm. L’objectif de l’étude est de comprendre l’impact de l’incorporation de fines de brique dans ces deux liants. Avec comme approche une caractérisation chimique, physique et mécanique des liants formulés au cours du temps. La valorisation dans un ciment est concluante avec des substitutions jusqu’à 20 %, les performances du matériau ainsi formulé sont équivalentes à celles du ciment contrôle. Pour les matériaux alcali-activés, il est montré que les fines de brique peuvent être un précurseur équivalent au GGBFS et ainsi obtenir des performances mécaniques jusqu’à 50 % de substitution en fines de brique équivalentes au contrôle. Sous certaines conditions de concentration en solution alcali-activatrice l’apport de 30 % de fines de brique peut améliorer grandement le temps d’ouvrabilité. Ceci entraine certes une diminution des performances mécaniques mais qui reste toutefois conforme au besoin de la construction

Temperature effect on CEM-I and low-pH hydrated cement pastes in a clayey environment

International audienceThe CEMTEX project in the Tournemire URL studied the temperature effect on the in situ evolution of CEM-I and low-pH cement pastes in contact with argillite after 1, 2 and 5 years, in the context of radioactive waste disposals. Reactive transport modeling was used as a tool to support the most significant experimental results, e.g. occurrence of zeolite and well-crystallized C-S-H at the interface and reduction of cement alteration depth with temperature for CEM-I, but M-S-H precipitation and increase of alteration depth with temperature for low-pH cement

Bricks characterization for the production of hydraulic binders

Le but est de valoriser les fines de briques issues de la déconstruction et de la démolition. Avant de commencer à travailler sur ces fines de briques, un matériau modèle a été élaboré avec des briques neuves afin de se défaire des aléas physico-chimiques pouvant venir d’autres constituants tels que le béton, le bois, le plastique pouvant être liés au matériau recyclé. Le travail consiste à caractériser un matériau modèle que sont les fines de briques pour étudier une piste de valorisation en se penchant sur les propriétés liantes potentielles des briques et ainsi pouvoir les incorporer dans des mélanges de liants mixtes avec ou sans activation alcaline. La première étape est celle de la caractérisation des propriétés chimiques (minéralogie, composition chimique) ainsi que des propriétés physiques (capacité pouzzolanique, absorption d’eau) des fines de briques désignées comme matériau modèle. Ensuite deux voies de valorisation de ce même matériau sont étudiées : la première consiste en une incorporation des briques dans les ciments sous forme de substitution de la part cimentaire par les fines briques modèles (pas d’utilisation d’activateurs). La seconde est la voie des matériaux alcali-activés, via une substitution par les fines de briques des laitiers de haut fourneau activés par une base alcaline et une solution silicatée. Des premiers mélanges sont testés pour évaluer leurs propriétés mécaniques (étalement, temps de prise, résistance à la compression). Avec une substitution de 30% de la part cimentaire par les fines de briques modèles, le liant obtenu offre une résistance de 45MPa. Pour les liants avec substitution de 30% par les fines de briques modèles dans les laitiers HF et activation alcaline, le matériau permet d’atteindre une résistance de 55MPa

Formulation de mortiers imprimables incorporant des matériaux recyclés

International audienceLa fabrication additive appliquée au domaine de la construction ouvre des perspectives inédites pour la réalisation d’ouvrages ou d’éléments d’ouvrages de formes complexes. De plus, cette méthode de mise en oeuvre permet d’optimiser la forme et le remplissage des éléments imprimés réduisant ainsi les quantités de matériaux et le poids des pièces fabriquées. Cependant, pour pouvoir tirer le meilleur parti de ce nouveau procédé de construction, les cordons déposés par les imprimantes 3D sont généralement étroits et le matériau extrudé doit posséder une granulométrie suffisamment fine pour éviter les blocages. Ainsi, les matériaux imprimables sont généralement des mortiers voire même des pâtes et ils nécessitent des quantités de ciment nettement plus élevées que les bétons traditionnels, ce qui pénalise lourdement le bilan carbone du procédé. A l’inverse, l’utilisation de fractions fines dans les matériaux imprimables ouvre des perspectives intéressantes pour la valorisation de certains déchets ou sous-produits de granulométrie fine et dont la valorisation est souvent délicate pour les techniques classiques de construction

Substitution of limestone filler by waste brick powder in self-compacting mortars: Properties and durability

International audienc

Rapport de transfert technologique Valdem

Le présent rapport a pour objectif de présenter les principaux résultats obtenus par les doctorants et ingénieurs qui ont collaboré, notamment dans le cadre de la co-tutelle entre l’Université de Liège (Belgique) et l’IMT Lille Douai (France) et d’assurer un transfert technologique efficace vers le monde de l’industrie et les responsables des administrations publiques.VALDEM - Solutions intégrées de VALorisation des flux matériaux issus de la DEMolition : Approche transfrontalière vers une économie circulair

Intra-granular porosity of grinded hardened cement paste and bricks: modeling and experimentation.

Recycled concrete aggregate (RCA) possess high water absorption, due to the porosity of the attached hardened cement paste they contain. Fine particles of RCA are composed of larger amounts of hardened cement paste, which makes their valorization even more difficult in concrete or mortar. One way to valorize these fine particles could be to use them as mineral addition, however their water absorption coefficient has to be determined, which is tricky for powders. The objective of this work is to estimate the remaining intra granular porosity of a ground powder using two different original approaches. The first modelling approach considers that the porous monolith material is composed of series of pores with characteristic volumes. A pore is considered opened due to grinding if it is cut by the surface of the particle and if its size is larger than the smallest inter granular pore. The remaining porosity after grinding is computed from the pore size distribution of the monolith material and the particle size distribution of the powder. The second experimental approach is based on mercury intrusion porosimetry tests performed on the powder. The separation between inter and intra granular porosity allows the estimation of the powder’s remaining porosity. The obtained results show a good agreement between the two approaches in the case of disconnected pores. However, in the case of connected porosity, the experimental approach over estimates the amount of inter-granular porosity.VALDEM - Solutions intégrées de VALorisation des flux matériaux issus de la DEMolition : Approche transfrontalière vers une économie circulair

RECYCLING FINE PARTICLES FROM CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTES: CHARACTERIZATION AND EFFECTS ON CONCRETE PERFORMANCES

peer reviewedVALDEM Solutions intégrées de valorisation des flux "matériaux" issus de la démolition des bâtiments: approche transfrontalière vers une économie circulaire (Convention n°1.1.57 - 2014-2020