Improving properties of recycled concrete aggregates by accelerated carbonation

peer reviewedDesign of concrete with recycled concrete aggregates by means of Packing Density Metho

Une nouvelle méthode de caractérisation des granulats recyclés industriels: application aux mortiers et bétons

editorial reviewedUne méthode permettant de quantifier la teneur en pâte de ciment durcie dans les granulats recyclés (GR) est présentée. Cette méthode est basée sur la mesure de la fraction soluble des GR dans l’acide salicylique (FSAS). La FSAS est mesurée pour quatre classes granulaires croissantes sur des sables recyclés produits dans différentes plateformes de concassage. Pour les granulats recyclés testés, la FSAS varie de manière quasi linéaire en fonction de la classe granulaire. Une méthode basée sur l’utilisation de la relation FSAS/absorption d’eau est proposée, permettant de déterminer précisément le coefficient d’absorption d’eau de la fraction 0/0,63mm des granulats recyclés. Ensuite, deux séries de mortiers sont réalisées avec l’un des granulats recyclés étudiés précédemment. La série A est utilisée pour étudier l'influence des proportions de sable recyclé sur les propriétés des mortiers. La série B permet d'étudier l'influence de chaque fraction granulaire de sable recyclé sur les propriétés des mortiers. Dans toutes les séries étudiées, le sable naturel calcaire est partiellement ou totalement remplacé par le même volume de sable recyclé. Les résultats montrent que la résistance à la compression des mortiers diminue quasi linéairement quand le pourcentage de remplacement du sable recyclé augmente. En outre, il est démontré que la fraction la plus fine du sable recyclé (0/0,63mm) a l’effet le plus pénalisant sur les propriétés mécaniques des mortiers

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

Toward the quantification of the cement paste content of fine recycled concrete aggregates by salicylic acid dissolution corrected by a theoretical approach

peer reviewedRecycled concrete aggregates (RCA) are mainly composed of an intimate mix between natural aggregates and cement paste and the complete separation between these two phases is difficult. Cement paste generally presents a much larger porosity than natural aggregates, the content and the physicochemical properties of cement paste therefore have a large influence on the properties of RCA. Any method seems to be adapted to the characterization of cement paste content (CPC) in fine recycled concrete aggregates (FRCA) especially for RCA containing calcareous aggregates. A simple method based on the dissolution of the cement paste in a solution of salicylic acid in methanol was specifically developed to estimate the cement paste content of RCA. Results showed that salicylic acid dissolution method can dissolve most phases of hardened Portland cement paste such as Portlandite, ettringite and C-S-H without dissolving siliceous and calcareous aggregates. The experimental results for two neat Portland cement pastes (white cement paste and grey cement paste) showed that the soluble fraction in salicylic acid (SFSA) was equal to the cement paste content for white cement and slightly lower for the grey cement. The SFSA was measured for different types of RCA. The RCA manufactured in the laboratory whose composition is fully known and three RCA manufactured from industrial crushing platforms have been characterized. Whatever RCA used in our study, SFSA varies almost linearly with the average particle size. A linear relationship was obtained between the water absorption coefficient and SFSA. This relationship allowed us to accurately determine the water absorption coefficient of the smallest granular class 0/0.63mm

Influence of hardened cement paste content on the water absorption of fine recycled concrete aggregates

peer reviewedA linear relationship was found between the mean size of four granular classes (0/0.63, 0.63/1.25, 1.25/2.5, 2.5/5 mm) of different laboratory-made fine recycled concrete aggregates (FRCA) and their hardened cement paste content (CPC). A method based on salicylic acid dissolution was specifically developed for the measurement of CPC. Results showed that bound water and density of FRCA were strongly correlated with their CPC. Identically, the water absorption coefficient also followed a linear trend as a function of the CPC but only for the three coarser granular classes. Indeed, the water absorption coefficient of the finer fraction of FRCA (0/0.63 mm) cannot be correctly measured using European standard method EN 1097-6 or method no. 78 of IFSTTAR; but it can be obtained by extrapolation from the previous linear trend. As a consequence, the accurate total water absorption of FRCA (fraction 0/5 mm) can be estimated

Influence of fine recycled concrete aggregates on the properties of mortars

Fine recycled concrete aggregates (FRCA) also called recycled sand, having particle sizes smaller than 5 mm, are essentially composed of mortar and hardened cement paste. Therefore they induce a large water demand which makes them hard to recycle into mortar and concrete. In this paper, the properties of mortars containing FRCA have been studied, including fresh properties, mechanical properties and interfacial transition zone (ITZ) microstructure. The influence of saturation state of FRCA (dried or saturated) on the properties of mortars of identical compositions has first been studied. The results showed that the slump of mortars containing dried FRCA is always larger than that of mortars containing saturated FRCA. Indeed, in the case of dried FRCA, the theoretical amount of absorbed water is added at the beginning of mixing leading to a temporary increase of the initial efficient W/C ratio and volume of paste, leading to a better workability before its absorption into FRCA. On the contrary, the absorbed water in saturated FRCA is not readily available and thus cannot contribute to increase the initial efficient W/C ratio. Moreover, the compressive strength of mortars containing dried FRCA is always larger than that of mortars made with saturated FRCA, which is attributed to a thinner interfacial transition zone improving its mechanical properties. The influence of the fraction of recycled sand and of the granular class of recycled sand on the mechanical properties of mortars has then been studied with saturated FRCA. The compressive strength of mortars decreases quasi linearly as the replacement percentage of recycled sand increases. Moreover, it is shown that the finer fraction of recycled sand (0/0.63 mm) has the worse effect on the mechanical properties of mortars

Comportement des scellements chimiques d'armatures rapportées pour béton en situation d'incendie

L installation d armatures peut être effectuée en scellant chimiquement celles-ci dans le béton durci grâce à des adhésifs polymère. Cette technique permet un collage structural rapide et facilement mis en œuvre dans des structures en béton existantes. A température ambiante, la capacité résistante de ces ancrages est proche à celle des ancrages acier/béton. Cependant, certaines études montrent que la résistance en adhérence diminue rapidement avec la température. Ce travail de thèse s inscrit dans la continuité des études menées au CSTB sur l évaluation des ancrages chimiques en situation d incendie. L objectif est d établir une méthode de dimensionnement permettant d assurer la sécurité structurale d un ouvrage à haute température. Le mémoire est composé de quatre parties principales.- Les propriétés mécaniques et physico-chimique des adhésifs polymère sont tout d abord caractérisées en fonction de la température. - Des essais d arrachement sont ensuite menés entre 20C et 300C sur des éprouvettes de béton (160 x 250 mm) dans lesquelles une armature est scellée. Des mesures de déformations permettent d évaluer l effet de la température sur la distribution de contraintes le long de l ancrage.- Une étude théorique vient appuyer ce travail expérimental en adaptant le modèle du "Shear lag" à une situation de sollicitation thermique et mécanique. Ce modèle permet de décrire les profils de contraintes le long de l ancrage lors d un chauffage.- Finalement, deux types d essais de validation sont effectués pour vérifier la validité du modèle. Un de ces essais est réalisé à l échelle grandeur sur une connexion mur/console soumis à un incendie ISO 834-1.Rebar installation can be performed into cured concrete by bonding the rebar using polymer based adhesives. This technic allows a fast and easy structural gluing of rebars into already existing concrete structures. At ambient temperature, the load bearing capacity of these bonds is similar to the one of classic steel/concrete connections. However, studies show that the bond resistance drops rapidly with temperature. This research is part of the studies carried out by the CSTB on the evaluation of bonded rebars in a fire situation. The goal is to establish a design method in order to ensure structural safety in fire conditions. This project is divided into four main research activities.- The mechanical and physicochemical properties of the polymer adhesives are characterized with temperature. - Pull-out tests are performed on small concrete samples (160 x 250 mm) in which a rebar is bonded. Strain measurements are performed along the rebar on some tests in order to evaluate the effect of temperature on stress distribution - A theoretical study is carried out in support to experimental work by adapting the "Shear lag" model. The goal of this model is to describe stress profiles along the bond under thermal loading.- Finally, two types of validation tests are used to assess the accuracy of the model. One of these tests is performed on a full scale wall/cantilever connection thermally loaded with the ISO 834-1 fire curve.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Influence of granular fraction and origin of recycled concrete aggregates on their properties

Large quantities of construction and demolition wastes are produced each year. In order to make good use of recycled concrete aggregates (RCA) in concrete, it is very important to study the influence of the granular fraction and the origin of RCA on their properties. In this study, RCA from industrial produced blocks (RCA_Blocks) and slabs (RCA_Slabs) were crushed and then separated into four granular fractions (0/2, 2/6.3, 6.3/14, 14/20 mm). Each granular fraction of RCA was physically characterised. Real RCA from recycling plant were also used for comparison. The results showed that recycled sands offered significantly higher cement paste content (higher bound water content) than coarse recycled aggregates. The fine RCA had therefore a higher water absorption coefficient compared to coarser fractions of RCA. The water absorption of finer fraction of RCA could be extrapolated precisely from the relationship between water absorption and cement paste content (or bound water content) of three coarse fractions of RCA. The values of hardened cement paste content obtained for the RCA_Blocks were lower than those measured on the RCA_Slabs, which was due to a smaller amount of initial cement paste content in blocks. The results showed that RCA_Slabs were more angular than RCA_Blocks

Tentatives de prétraitement des granulats recyclés pour l’amélioration des bétons préfabriqués

peer reviewedDe très grandes quantités de déchets de construction et de démolition sont produites chaque année. Jusqu'à présent, seule une petite fraction de ces déchets de béton est réutilisée sous forme de granulats pour la fabrication de béton. Afin de faire bon usage des granulats recyclés (GR) dans le béton, il est très important d’améliorer leurs propriétés. Dans cette étude, une méthode de traitement des GR au moyen d’une carbonatation accélérée en laboratoire et des méthodes de traitement par modification de l’état de surface des GR ont été étudiées. Les résultats montrent qu'après la carbonatation accélérée au laboratoire, la teneur en pâte de ciment durcie des GR mesurée par dissolution de l'acide salicylique diminue, que la densité et la surface spécifique des GR augmentent et que la porosité des GR diminue, ce qui conduit à la réduction de l'absorption d'eau des GR. Des agents hydrofuges à base de silane ont également été étudiés et semblent diminuer l’absorption d’eau par les GR.Projet Beware Academia CONRePaD Composition de béton à base de granulats recyclés en utilisant la technique de compacité de l’empilement granulair

Influence de la fraction granulaire et de l'origine des granulats recyclés sur leurs propriétés

peer reviewedDe très grandes quantités de déchets de construction et de démolition sont produites chaque année. Afin de faire bon usage des granulats recyclés (GR) dans le béton, il est très important d’étudier l’influence de la fraction granulaire et de l’origine des granulats recyclés sur leurs propriétés. Dans cette étude, les granulats recyclés de blocs (GR_Blocs) et de hourdis (GR_Hourdis) ont été concassés et puis séparés en 4 fractions granulaires (0/2, 2/6,3, 6,3/14, 14/20mm). Chaque fraction granulaire des GR a été caractérisée. Les résultats montrent que la teneur en pâte de ciment durcie des GR augmente lorsque la taille des particules diminue. Les sables recyclés possèdent ainsi des teneurs en pâte de ciment nettement plus élevées que les gravillons recyclés. Les sables recyclés possèdent en particulier un coefficient d’absorption d’eau très élevé par rapport aux gravillons recyclés. Les valeurs de teneur en pâte de ciment durcie obtenues pour les GR_Blocs sont plus faibles que celles mesurées sur les GR_Hourdis, ce qui provient d’une plus faible quantité de pâte de ciment initiale du bloc. Les résultats montrent que pour toutes les fractions des GR, les GR_Hourdis sont plus anguleux que les GR_Blocs.Beware Academia CONRePaD Composition de béton à base de granulats recyclés en utilisant la technique de compacité de l’empilement granulair