Comportamiento en estados fresco y endurecido de un concreto autocompactante, adicionado con escoria de carbón, y elaborado con agregado grueso de concreto reciclado

  The steady growth of remodeling, demolition, and in general the construction activity in the populous cities generate large volumes of waste from demolished concrete, which now have become a serious problem of environmental pollution. Furthermore, given the global need to increase efficiency in the consumption of materials and energy, it is imperative to study the recycling of the materials, especially as in the case of concrete, which today, is the material most produced per year in the world, and one of the greatest contributors to a negative impact on the environment. In this sense, this research evaluates the effect of partial and total replacement of natural aggregates by recycled aggregates obtained from the crushing of construction waste and demolition on the behavior in fresh and hardened state of a self-compacting concrete. The results showed that the incorporation of these recycled aggregates did not significantly affect the behavior of the fresh blends, but instead does have an influence on the behavior of the hardened concrete causing a decrease of the compressive strength between 15% and 29 % depending on the percentage of natural aggregate that was replaced by the recycled one (25, 50, 75 and 100 %). In addition, it was observed a slight increase in the amount of permeable pores depending on the amount of natural aggregate that was replaced by the one recycled.    El crecimiento constante de las actividades de construcción, remodelación y demolición en las ciudades genera grandes volúmenes de residuos de concreto demolido, que en la actualidad se han convertido en un problema grave de contaminación ambiental. Por otro lado, dada la necesidad global de incrementar la eficiencia en el consumo de materiales y de energía resulta oportuno estudiar materiales para su reciclaje, sobre todo como en el caso del concreto, que hoy por hoy, es el más producido por año en el mundo y uno de los que causa mayor impacto ambiental. En este sentido, este trabajo de investigación evalúa el efecto de la sustitución parcial y total de los agregados naturales por agregados reciclados, obtenidos a partir de la trituración de residuos de la construcción y demolición sobre el comportamiento en estado fresco y endurecido de un concreto autocompactante. Los resultados mostraron que la incorporación de estos agregados reciclados no afecta significativamente el comportamiento en estado fresco de las mezclas, pero en cambio sí tiene influencia sobre el comportamiento en estado endurecido de los concretos, pues causa una disminución de la resistencia a la compresión de entre el 15% y el 29 %, además de un leve aumento de la cantidad de poros permeables en función de la cantidad de agregado natural que fue sustituido por reciclado (25, 50, 75 y 100 %).

Los residuos de la construcción y demolición en la ciudad de Cali: un análisis hacia su gestión, manejo y aprovechamiento

The amount of construction, remodeling and demolition activities in the Colombian cities increases constantly due to growth and economic development of the urban population. However, these practices create big quantities of debris that have currently become an environmental problem in cities such as Cali (Colombia).  The search for integral solutions that allow for an adequate management and reuse of the different materials that form construction and demolition debris was unthinkable some decades ago. Nonetheless, nowadays it is an urgent challenge for different sectors in the society that must join efforts to find solutions. Regarding this, the present article shows an analysis about the currently situation of the construction debris management in the aforementioned city and proposes different actions according to the necessary opportunities and challenges to achieve an integral management and reuse of these materials. The analysis of this topic could be a guide for future research, as well as promote its priority in the public agenda, creating the necessary conditions for the recycling process of the construction and demolition wastes to become a viable possibility in the Colombian cities through the obtained experience. El número de obras de construcción, remodelación y demolición en las ciudades colombianas aumenta de manera constante como consecuencia del crecimiento y desarrollo socioeconómico de la población urbana. Sin embargo, estas prácticas generan grandes volúmenes de residuos que en la actualidad se han convertido en un problema de contaminación ambiental en ciudades como Cali (Colombia). La búsqueda de soluciones integrales que permitan un adecuado manejo, gestión y aprovechamiento de los diferentes materiales que componen los residuos de la construcción y demolición (RC&D) era impensable hace algunas décadas. No obstante, hoy día es un desafío apremiante para los diferentes sectores de la sociedad que deben encaminar esfuerzos para encontrar soluciones. En este sentido, este artículo de revisión presenta un análisis sobre la situación actual alrededor de este tema en la ciudad mencionada y propone la generación de acciones de acuerdo con las oportunidades y retos necesarios para alcanzar una gestión total de los RC&D. El análisis de esta problemática podría ayudar a orientar futuras investigaciones sobre el tema, además de promover su prioridad en la agenda pública, generando así las condiciones necesarias para que la actividad del reciclaje de los RC&D se convierta en una posibilidad viable en las ciudades colombianas a partir de la experiencia obtenida

Influence of masonry residue on the resistance of self-compacting concrete to the sodium sulfate attack

En este trabajo se presentan resultados de un estudio experimental sobre la resistencia al ataque externo de sulfato de sodio (Na2SO4) en concretos autocompactantes (CACs) con residuo de mampostería (RM).  Los CACs presentaban un contenido de agua constante de 202,5 kg/m3 y diferentes volúmenes de RM (0%, 25% Y 50%) como reemplazo parcial de cemento Portland (OPC) expuesto a una solución de sulfato de sodio al 5%. Las propiedades en estado fresco como fluidez, capacidad de paso y resistencia a la segregación se evaluaron mediante el flujo de asentamiento, embudo en V y caja en L. En estado endurecido, la resistencia a la compresión y expansión fueron determinadas. Por otra parte, técnicas de difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (MEB) y espectroscopia de Infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) fueron aplicadas en pastas para investigar los efectos de los sulfatos sobre la microestructura.  Los resultados mostraron que todas las mezclas cumplen las propiedades en estado fresco, además se encontró que cuando los CACs son inmersos en la solución de sulfato de sodio, el RM puede mejorar la resistencia de los CACs al ataque por sulfatos en comparación con el CAC solo de OPC.In this paper are shown the results of an experimental study of self compacting concretes with residue of masonry about their resistance to external sulfate attack, they presented a constant content of water of 202,5 kg/m3 and different volumes of RM (0%, 25% Y 50%) as a partial replacement of Portland cement (OPC) exposed to a sulfate sodium solution at 5%. The properties in fresh state as fluidity, passing ability and resistance to segregation were evaluated through slump flow, V-funnel and L-box. In hard state, the compression strength and expansion were determinate. Besides, techniques of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were applied to pastes in order to investigate the effects of sulfates on the microstructure. The results showed that all mixes have the properties onfresh state. Also, it was found that when CACs areexposed in a sodium sulfate solution, the RM can improve the resistance of CACs to the sulfates attack comparing with CAC only of OPC

Influencia del residuo de mampostería en la resistencia de concretos autocompactantes al ataque por sulfato de sodio

En este trabajo se presentan resultados de un estudio experimental sobre la resistencia al ataque externo de sulfato de sodio (Na2SO4) en concretos autocompactantes (CACs) con residuo de mampostería (RM). Los CACs presentaban un contenido de agua constante de 202,5 kg/m3 y diferentes volúmenes de RM (0%, 25% Y 50%) como reemplazo parcial de cemento Portland (OPC) expuesto a una solución de sulfato de sodio al 5%. Las propiedades en estado fresco como fluidez, capacidad de paso y resistencia a la segregación se evaluaron mediante el flujo de asentamiento, embudo en V y caja en L. En estado endurecido, la resistencia a la compresión y expansión fueron determinadas. Por otra parte, técnicas de difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (MEB) y espectroscopia de Infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) fueron aplicadas en pastas para investigar los efectos de los sulfatos sobre la microestructura. Los resultados mostraron que todas las mezclas cumplen las propiedades en estado fresco, además se encontró que cuando los CACs son inmersos en la solución de sulfato de sodio, el RM puede mejorar la resistencia de los CACs al ataque por sulfatos en comparación con el CAC solo de OPC

Uso de residuos de construcción y demolición como material cementicio suplementario y agregado grueso reciclado en concretos autocompactantes

In the last year, the use of self-compacting concrete (SCC) has been increasing since its start due to the capacity it has to fill formwork with a high density of steels, so the use of this type of concrete in the elaboration of reinforced thin walls would be a solution to incomplete filling of this type of prefabricated elements. On the other hand, the use of masonry residue (RM) and recycled coarse concrete aggregate (AGR) from construction and demolition waste (CDW) as a replacement for cement and coarse aggregate respectively would give a sustainable approach to self-compacting concrete. This study aimed to evaluate the influence of CDW on the properties in the fresh state (slump flow, V-funnel, and L-box) and hardened state in cylindrical specimens (compressive strength and splitting tensile strength) and in walls (diagonal tension strength). The mixtures of CAC show that when Portland cement and natural aggregate are replaced by RM and AGR respectively, the concrete can meet the requirements of the European guidelines of the European Federation of National Associations Representing producers and applicators of specialist building products for Concrete (EFNARC). In the hardened state, CACs with CDW achieved acceptable performance compared to the reference mixture (CAC-reference). All mixtures achieved compressive strength greater than 21 MPa suitable for house walls according to (NSR 10).En los últimos años, el uso del concreto autocompactante (CAC) ha ido aumentando desde su inicio, debido a la capacidad que tiene para llenar encofrados con alta densidad de aceros, por lo que el empleo de este tipo de concreto en la elaboración de muros delgados armados sería una solución al llenado incompleto de este tipo de elementos prefabricados. Por otra parte, el empleo de residuo de mampostería (RM) y agregado grueso reciclado de concreto (AGR) proveniente de residuos de construcción y demolición (RCD) como reemplazo del cemento (20 % en volumen) y del agregado grueso, respectivamente, daría un enfoque sostenible al concreto autocompactante. El objetivo de este estudio fue evaluar la influencia de los RCD en las propiedades en estado fresco (flujo de asentamiento, embudo en V y caja en L) y estado endurecido (resistencia a la compresión, tracción indirecta y compresión diagonal de muretes) de concretos autocompactantes. Las mezclas de CAC propuestas muestran que cuando se sustituye el cemento Portland y el agregado natural por RM y AGR, respectivamente, los concretos pueden satisfacer los requerimientos de las directrices europeas de European Federation of National Associations Representing producers and applicators of specialist building products for Concrete (EFNARC por sus siglas en inglés). En estado endurecido, los CAC con RCD lograron un desempeño aceptable en comparación con la mezcla de referencia (CAC-referencia). Todas las mezclas lograron una resistencia a la compresión superior a los 21 MPa (28 días), adecuada para muros divisorios de casas, de acuerdo al Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR 10)

Valorización y optimización del residuo de mampostería para la elaboración de concreto autocompactante

The use of different supplementary cementitious materials (SCM) in the production of self-compacting concretes (SCCs) is an increasingly common practice. In this paper, results of a research about the use of residue of masonry (RM) as SCM are presented. Frattini test, resistance activity index and thermogravimetry testing were carried out. The influence of RM on the fresh and hardened properties of the SCC was studied by replacing the Portland cement in percentages of 0 to 50% by volume. The fresh properties of the SCCs were measured by slump flow test, L-box and V-funnel. The test results showed that the RM has pozzolanic activity and can be used as SCM. The SCC manufactured with RM presented good performance in terms of self-compactability; however, the RM, because of its low reactivity at early ages, showed a decrease in the compressive strength, that was directly proportional to the percentage of replacementEl empleo de diferentes materiales cementicios suplementarios (MCS) en la elaboración de concretos autocompactantes (CACs) es una práctica cada vez más frecuente. En este artículo se presentan resultados de una investigación acerca de la utilización del residuo de mampostería (RM) como MCS. El material se caracterizó utilizando la prueba de Frattini, índice de actividad de resistencia y termogravimetría. La influencia del RM en las propiedades del CAC se evaluó reemplazando el cemento Portland en porcentajes de 0 a 50% en volumen. Las propiedades en estado fresco de los CAC se evaluaron mediante los ensayos de flujo de asentamiento con cono de Abrams, caja en L y embudo en V. Los resultados muestran que el RM presenta actividad puzolánica y puede ser empleado como MCS. El CAC elaborado con RM presentó buen comportamiento en términos de autocompactabilidad; sin embargo, el RM, al presentar baja reactividad a edades tempranas, mostró disminución en la resistencia a la compresión en forma directamente proporcional al porcentaje de reemplaz

Effect of treatment in recycled aggregate on properties in fresh and hardened state of self compacting concrete.

La utilización de agregados reciclados provenientes de residuos de construcción y demolición (RCD) en nuevas obras civiles se considera el camino hacia la sostenibilidad. Esta investigación presenta la posibilidad del uso de agregado grueso reciclado (AGR) y agregado grueso tratado (AGT) de concreto en la elaboración de concretos autocompactantes (CAC). Para este propósito, dos métodos de tratamiento se realizaron a los AGR, uno de los tratamientos fue mediante desgaste mecánico en un molino de bolas y el otro fue mediante la  inmersión en una solución acida (H2SO4) combinado con el desgaste mecánico. Para investigar el efecto de los AGR tratados sobre las propiedades mecánicas de los CACs, diferentes niveles de reemplazo (0%, 20% 40% y 100% en volumen) de agregado grueso natural (AGN) por AGR y AGT se realizaron. En estado fresco se evaluó capacidad de flujo, capacidad de paso y capacidad de llenado mediante el flujo de asentamiento con cono de Abrams, embudo en V y caja en L; y en estado endurecido se realizaron pruebas de resistencia a la compresión, tracción indirecta y flexión a los CACs. Los resultados muestran que los CAC con AGR presentaron una disminución en el desempeño de las propiedades en estado fresco y endurecido debido a la presencia del mortero adherido en este tipo de agregados, sin embargo, su trabajabilidad se encontró dentro de los parámetros establecidos por la EFNARC. Las propiedades mecánicas de los CAC con AGT presentaron un mejor desempeño en comparación a los CAC con AGR, debido al retiro del motero adherido mejorando la resistencia a la compresión todas las mezclas. Además, los CAC con AGT mostraron mejoras en las propiedades de permeabilidad presentando una reducción de porosidad de hasta un 6,06%.The use of recycled aggregates from construction and demolition waste (CDW) in new civil works is considered a way to sustainable development. This study presents the possibility of using recycled coarse aggregate (RCA) and treated coarse aggregate (TCA) from concrete in self-compacting concretes (SCC). For this purpose, two treatment methods were carried out to AGR, one of the treatments was by mechanical wear in a ball mill and the other was by immersion in an acid solution (H2SO4) combined with mechanical wear. To investigate the effect of different RCAs treatment on the mechanical properties of SCCs, different replacement levels (0%, 20%, 40% and 100% by volume) of natural coarse aggregate (NCA) by AGR and TCA were carried out. In the fresh state, filling ability, passing ability, workability and resistance to segregation were assessed using the Abrams cone (slump flow), V-funnel and L-box, and in the hardened state, tests of compression strength, indirect tensile strength and flexural strength were carried out to the SCCs. The results indicated that the increased proportions of RCA presented a decrease in the performance of the properties in the fresh and hardened state due to the presence of the mortar adhered in this type of aggregates, however, the workability re well-matched with the limitations provided by EFNARC. The SCCs with TCA presented a better performance compared to the SCCs with RCA. The mechanical properties of the SCC with TCA presented a better performance compared to the SCC with RCA, due to the removal of the adhered mortar, improving the compressive strength in all SCC with TCA. In addition, the SCCs with TCA showed improvements in the permeability properties, presenting a reduction in porosity of up to 6.06%

Influence of masonry residue (RM) as supplementary cementitious material in the production of Mortars

La producción del cemento portland es responsable de aproximadamente el 5% de las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2) en todo el mundo. Una importante contribución a la sostenibilidad de esta industria es el empleo de puzolanas que disminuyan el contenido de cemento portland para la elaboración de concreto, y más si el material que se utiliza proviene de un residuo como son los de construcción y demolición; por ello se propone el empleo de residuos de mampostería como material alternativo a las puzolanas. En este artículo se presentan los resultados experimentales de la caracterización de un residuo de mampostería (RM) y su evaluación puzolánica. El RM en primera instancia se sometió a un estudio de molienda y posterior análisis mediante las técnicas de fluorescencia de rayos X (FRX), difracción de rayos X (DRX), análisis termo-gravimétrico (TG) y microscopía electrónica de barrido (MEB). Adicionalmente se evaluó el efecto de la incorporación de RM en la resistencia a la compresión en morteros de cemento portland mediante el reemplazo de este en un rango de 0 a 50% a diferentes edades de curado (7; 28; 65 y 90 días), así como las propiedades de densidad y porosidad a 28 días de curado. Los resultados exhiben que este residuo (RM) presenta un comportamiento puzolánico y su porcentaje óptimo de reemplazo en morteros de cemento portland es de 20%.Portland cement production is responsible for approximately 5% of global emissions of carbon dioxide (CO2) around the world. An Important contribution to the sustainability of this industry is the use of pozzolans that reduce the content of Portland cement for concrete Manufacturing, and more if the material used comes from a residue like construction and demolition; for that reason it is proposed the use of masonry waste as an alternative material to pozzolans. This article presents the experimental results of the characterization of a Masonry residue (RM) and its pozzolanic evaluation. The MRI in the first instance was submitted to a Milling and subsequent analysis using the techniques of X-ray fluorescence (FRX), X-ray diffraction (XRD), Thermo-gravimetric (TG) analysis and electron microscopy (SEM). In addition, the effect of Incorporation of RM in the compressive strength in Portland cement mortars by replacing This in a range of 0 to 50% at different curing ages (7, 28, 65 and 90 days), as well as the properties of density and Porosity at 28 days of curing. The results show that this residue (RM) presents a pozzolanic behavior and their optimum percentage of replacement in Portland cement is 20