Concrete precast rejects – treatment, characterization, and application in new concrete as recycled aggregate

Autores

DOI:

https://doi.org/10.53660/CONJ-148-252

Palavras-chave:

Agregado reciclado, Resistência à compressão, Módulo de elasticidade, Esclerometria, Concreto, Reciclagem

Resumo

This article evaluates the feasibility of using concrete waste from precast production as recycled aggregate in concrete. The processing of concrete waste employed a jaw-hammer crusher and a sieve, producing three types of Recycled Concrete Aggregate (RCA). After their characterization, RCA was incorporated in two types of concrete used in the precast factory: a flowing concrete (FC), slump 220 mm, employed in columns and beams; and the second one, a no-slump extruded concrete (NSC), used for hollow core slabs. X-Ray diffraction, thermogravimetric analysis and scanning electronic microscopy showed phases from the hydrated cement paste and the original aggregate. Results of mechanical performance showed that RCA did not influence the compressive strength but influenced other properties such as water absorption and modulus of elasticity. Lastly, it was concluded that RCA obtained in the precast factory showed great potential to be used within the factory production process.

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Biografia do Autor

Victor Marcelo Estolano de Lima, Universidade Federal de Pernambuco

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade de Pernambuco (2014). Tem experiência em construção de edificações e estruturas de concreto armado. Possui Mestrado com ênfase em Construção Civil, atuando principalmente nos seguintes temas: agregado reciclado, pré-fabricado, concreto e resíduo. Cursa doutorado em engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco, atuando nas seguintes áreas: avaliação da pozolanicidade de materiais alternativos; dosagem de concreto de alto desempenho (CAD); viabilização da produção de concretos de escória de alto forno álcali-ativada.

Stela Fucale, Escola Politécnica de Pernambuco

Possui graduação em Engenharia Civil (1996), Mestrado em Engenharia Civil (2000) e Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco, Brasil (2005). O doutorado foi parcialmente desenvolvido na Technical University Braunschweig (TUBS), Alemanha. Pós-doutorado em Gestão e Reciclagem de Resíduos de Construção e Demolição no Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP), Karlsruhe, Baden-Württemberg, Alemanha.
Professor Associado da Universidade de Pernambuco (UPE), Brasil, integrante do Programa de Mestrado em Engenharia Civil (área: Construção Civil) da Universidade de Pernambuco, Brasil e integrante dos grupos de pesquisa AMBITEC / UPE, DESS / UPE, POLITECH / UPE , desde 2006. Vice-coordenador do Programa de Mestrado em Engenharia Civil da UPE (gestão 2016-2017). Coordenador do Mestrado em Engenharia Civil da UPE (2008-2010; 2017-2018); Coordenador do Curso de Especialização em Gestão e Controle Ambiental (2008-2011) e Assessor de Relações Internacionais (2010-2013) da Faculdade de Engenharia da Universidade de Pernambuco. Presidente (2009-2010) e vice-presidente (2011-2012) da Associação Brasileira de Mecânica de Solos e Engenharia Geotécnica (Nordeste do Brasil); Membro do Conselho Nacional do ABMS (2013-2014). Tem experiência na área de Engenharia Civil, pesquisando e atuando principalmente nos seguintes temas: desempenho e inovação tecnológica da construção; gestão de construção; gestão de resíduos; reciclagem de construção e demolição; resíduos sólidos urbanos (com destaque para os domésticos e RCD).

Amanda Marques Lopes Estolano, Universidade Federal de Pernambuco

ossui graduação em Engenharia Civil pela Universidade de Pernambuco (2014). Concluiu o Mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Católica de Pernambuco (2018). Atualmente está cursando o doutorado em Ciência de Materiais na Universidade Federal de Pernambuco. Tem experiência em materiais inorgânicos compósitos e cerâmicos. Seus interesses atuais incluem a preparação e caracterização de materiais sólidos avançados e que sejam ecologicamente sustentáveis. Realizou estágio à docência em disciplina de curso de graduação, participou de bancas de trabalho de conclusão de curso, apresentou e publicou trabalhos em eventos científicos e possui publicações em revistas internacionais de alto impacto.

Romildo Alves Berenguer, Universidade Federal de Pernambuco

Possui Graduação em Engenharia Civil pela Universidade Católica de Pernambuco (2017), Mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco (2019) e Doutorado em Ciência de Materiais pela Universidade Federal de Pernambuco (2021). É Participante do Grupo de Pesquisa SOLDAMAT - Grupo de Pesquisa em Tecnologia e Metalurgia de Soldagem e União de Materiais no Instituto Nacional de Tecnologia de União e Revestimento de Materiais (INTM) e Estudo e Aplicação de Tecnologia de Materiais para o Desenvolvimento do Ambiente Construído. É Participante do Grupo de Pesquisa Construção Civil e Análise Estrutural/UNICAP-PE e Caracterização Mecânica e Microestrutural de materiais/UFPE - Departamento Engenharia Civil. Tem interesse nas Linhas de Pesquisas: Resíduos Industriais, Cimento Portland, Filler Calcário, Caracterização Mecânica e microestrutural dos materiais, compósitos e Interfaces (MEV, DRX, DTA-TG, XRF, Refinamento Estrutural Rietveld), Materiais de Construção Civil, Patologias das Edificações, Recuperação das Estruturas de Concreto Armado, Durabilidade das Estruturas de Concreto.

Nathan Bezerra de Lima, Universidade Federal de Pernambuco

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Católica de Pernambuco (2015). Possui especialização em Tecnologia e Gestão na Construção de Edifícios (2017) e mestrado em Engenharia Civil (2020) pela Universidade de Pernambuco. Atualmente está cursando o doutorado em Ciências dos Materiais na Universidade Federal de Pernambuco. Tem experiência em materiais compósitos e cerâmicos. Seus interesses atuais incluem a preparação e caracterização de novos materiais compósitos, cerâmicos e metálicos. Em particular, caracterizações de propriedades estruturais a partir de técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica aplicadas a materiais de construção civil, tem experiência na construção de edificações de alvenaria estrutural, na fabricação de blocos de concreto e de elementos de concreto pré-moldado. Em 2017, depositou uma patente no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). Participou de vários congressos científicos com apresentação de trabalho. Também participou de bancas de avaliação de monografias de graduação. Durante o mestrado teve 7 artigos publicados/aceitos em revistas de circulação internacional.

Larissa Cunha Cabral, Universidade Federal de Pernambuco

Graduada em Engenharia Civil pela Universidade de Pernambuco (2008) Pós Graduada pela Fundação Getúlio Vargas (2011), Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Católica de Pernambuco (2014). Busco desenvolver experiências na área de Engenharia Civil, com ênfase em obras de Engenharia Civil, atuando principalmente nos seguintes temas: laboratório de materiais de construção, concreto, argamassa, dosagens e tecnologia.

Heliana Caroline Batista do Nascimento, Universidade Federal de Pernambuco

Formada em Licenciatura em Química pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (2014). Mestre em Química pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (2017). Atualmente, é doutoranda pela Universidade Federal de Pernambuco (2020) sob orientação da professora Nathália Bezerra de Lima. É diretora financeira do grupo de extensão ?University Chapter?, vinculado a Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat/B-MRS). Atua como Professora de Química no curso de Bacharelado em Engenharia Civil da Autarquia de Ensino Superior de Arcoverde (AESA). Foi professora substituta de Química Geral e Inorgânica no curso de Licenciatura em Química da Universidade Federal de Pernambuco (2016) bem como possui experiência na orientação/coorientação de alunos de iniciação científica. Tem experiência na área de Química, com ênfase em Química Inorgânica, Bioinorgânica e Química de Materiais. Seus interesses atuais incluem a elucidação de mecanismos químicos associados a propriedades físicas e durabilidade de materiais de alta performance tais como concretos e ligas metálicas.

Nathalia Bezerra de Lima, Universidade Federal de Pernambuco

É professora da Universidade Federal de Pernambuco, atuando no Instituto Nacional de Tecnologia em União e Revestimento de Materiais (INTM) e no Departamento de Química Fundamental. Também atua como professora de disciplinas de pós-graduação em Engenharia Civil, Química e Ciência de de Materiais. Se formou doutora nesta Instituição de Ensino Superior em 2015. É vice-coordenadora setorial de Extensão e Inovação do Centro de Ciências Exatas e da Natureza da UFPE realizando atividades de extensão científica e tecnológica em conjunto com empresas e indústrias. É tutora do grupo de extensão da University Chapter (UC) da SBPMat/B-MRS, este grupo realiza atividades de divulgação científica para a comunidade em geral. Tem experiência em Materiais de Construção, em especial na Química de Concreto, Argamassas e Ligas Metálicas. Atualmente, seus principais interesses incluem o design e a preparação de materiais de Engenharia Civil de elevada performance e de alta durabilidade. Seus interesses atuais também incluem a elucidação dos mecanismos químicos envolvidos nas etapas de preparação e aplicação de materiais sólidos, em especial, materiais de cimento, argamassa, concreto e ligas metálicas. Obteve vários prêmios em conferências científicas, dentre estes, a maior parte como orientadora de alunos de graduação e de pós-graduação. Possui publicações como autora correspondente em revistas de circulação internacional de alto impacto. Em particular, nos últimos 5 anos publicou 19 artigos em revistas de circulação importantes, dentre estas, vale destacar "Cement and Concrete Composites, Journal of Building Engineering e Journal of Environmental Chemical Engineering". É revisora de revistas de circulação internacional desde 2011. Orientou/co-orientou vários alunos iniciação científica, mestrado e doutorado. Em 2018, foi laureada com o prêmio Para Mulheres na Ciência (For Women in Science) concedido pela LOréal, UNESCO e Academia Brasileira de Ciências. Este prêmio foi concedido pelos seus avanços na Química de Materiais de Construção.

Referências

ADAMS, Matthew P. et al. Applicability of the Accelerated Mortar Bar Test for Alkali-Silica Reactivity of Recycled Concrete Aggregates. Advances in Civil Engineering Materials v. 2, n. 1, p. 20120030 , 20 mar. 2013. Disponível em: <http://www.astm.org/doiLink.cgi?ACEM20120030>.

AJDUKIEWICZ, Andrzej; KLISZCZEWICZ, Alina. Influence of recycled aggregates on mechanical properties of HS/HPC. Cement and Concrete Composites v. 24, n. 2, p. 269–279 , 2002.

AL-BAYATI, Hanaa Khaleel Alwan et al. Evaluation of various treatment methods for enhancing the physical and morphological properties of coarse recycled concrete aggregate. Construction and Building Materials v. 112, p. 284–298 , 2016. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.176>.

ARORA, Sumit; SINGH, S. P. Analysis of flexural fatigue failure of concrete made with 100% Coarse Recycled Concrete Aggregates. Construction and Building Materials v. 102, p. 782–791 , 2016.09500618.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR NM 67, Concrete - Slump test for determination of the consistency, Brazilian Association of Techincal Standards, Rio de Janeiro, Brazil. . [S.l: s.n.]. , 1998

______. NBR NM 67, Concrete - Slump test for determination of the consistency, Brazilian Association of Techincal Standards, Rio de Janeiro, Brazil., 1998

______. NBR NM 30, Fine aggregate - Test method for water absorption, Rio de Janeiro, 2001.

______. NBR NM 51, Small-size coarse aggregate - Test method for resistance to degradation by Los Angeles machine, Rio de Janeiro, 2001.

______. NBR NM 248, Aggregates - Sieve analysis of fine and coarse aggregate, Rio de Janeiro, 2003.

______. NBR NM 46, Aggregates - Determination of material finer than 75 um sieve by washing, Rio de Janeiro, 2003.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739. Concrete - compressive strength test with cylindrical specimens, Rio de Janeiro, 2007.

______. NBR 9778, Hardened mortar and concrete - determination of water absorption, void index and densit, Rio de Janeiro, 2009.

______. NBR NM 53, Coarse aggregate - Determination of the bulk specific gravity, apparent specific gravity and water absorption, Rio de Janeiro, 2009.

______. NBR 7222, Concrete and mortar - Determination of the tension strength by diametrical compression of cylindrical test specimens, Rio de Janeiro, 2011.

______. NBR 7584, Hardened concrete - Evaluation of surface hardness by reflecting esclerometer - Test method, Brazilian Association of Technical Standards, Rio de Janeiro, 2012.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. C 597, Standard test method for pulse velocity through concrete, West Conschohocken, 2016.

BARRETO SANTOS, Miguel; DE BRITO, Jorge; SANTOS SILVA, António. A Review on Alkali-Silica Reaction Evolution in Recycled Aggregate Concrete. Materials v. 13, n. 11, p. 2625 , 9 jun. 2020. Disponível em: <https://www.mdpi.com/1996-1944/13/11/2625>.

BORDY, Arthur et al. Cement substitution by a recycled cement paste fine: Role of the residual anhydrous clinker. Construction and Building Materials v. 132, p. 1–8 , 2017. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.11.080>.

Brazilian Association for Standardzation. NBR 15577-3 - Aggregates - alkali-activated reactivity. Part 3: petrographic analysis for evaluation of the potential reactivity of aggregates with alkali activated compounds from concrete. Rio de Janeiro. . [S.l: s.n.]. , 2018

CABRAL, Antonio Eduardo Bezerra et al. Mechanical properties modeling of recycled aggregate concrete. Construction and Building Materials v. 24, n. 4, p. 421–430 , 2010. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.10.011>.0950-0618.

DANTAS, Rubens Alves. Valuation expert - an introduction to scientific methodology. São Paulo: PINI, 1998. .

DE BRITO, J. et al. Structural, material, mechanical and durability properties and behaviour of recycled aggregates concrete. Journal of Building Engineering v. 6, p. 1–16 , 2016. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.jobe.2016.02.003>.23527102.

DE BRITO PRADO VIEIRA, Luiz; DOMINGUES DE FIGUEIREDO, Antonio; JOHN, Vanderley Moacyr. Evaluation of the use of crushed returned concrete as recycled aggregate in ready-mix concrete plant. Journal of Building Engineering v. 31, n. April, p. 101408 , 2020. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101408>.

DOMINGO-CABO, A. et al. Creep and shrinkage of recycled aggregate concrete. Construction and Building Materials v. 23, n. 7, p. 2545–2553 , 2009. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.02.018>.

ESTOLANO, V. et al. Assessment of static and dynamic modulus of elasticity in concrete made with recycled aggregate from concrete precast rejects. Revista Materia v. 23, n. 1 , 2018.

EVANGELISTA, L; DE BRITO, J. Mechanical behaviour of concrete made with fine recycled concrete aggregates. Cement and Concrete Composites v. 29, n. 5, p. 397–401 , 2007.

GALVÍN, A. P. et al. Leaching assessment of concrete made of recycled coarse aggregate: Physical and environmental characterisation of aggregates and hardened concrete. Waste Management v. 34, n. 9, p. 1693–1704 , 2014.

GHORBANI, Saeid et al. Effect of crushed concrete waste’s maximum size as partial replacement of natural coarse aggregate on the mechanical and durability properties of concrete. Resources, Conservation and Recycling v. 149, n. November 2018, p. 664–673 , 2019.

GÜNEYISI, Erhan et al. Rheological and fresh properties of self-compacting concretes containing coarse and fine recycled concrete aggregates. Construction and Building Materials v. 113, p. 622–630 , 2016.0950-0618.

ISMAIL, Sallehan; HOE, Kwan Wai; RAMLI, Mahyuddin. Sustainable Aggregates: The Potential and Challenge for Natural Resources Conservation. Procedia - Social and Behavioral Sciences v. 101, p. 100–109 , 2013. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.sbspro.2013.07.183>.0000000000.

JAYASURIYA, Anuruddha et al. Development and statistical database analysis of hardened concrete properties made with recycled concrete aggregates. Resources, Conservation and Recycling v. 164, n. April 2020, p. 105121 , 2021. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.105121>.

KHATIB, J. M. Properties of concrete incorporating fine recycled aggregate. Cement and Concrete Research v. 35, n. 4, p. 763–769 , 2005.

KURDA, Rawaz; DE BRITO, Jorge; SILVESTRE, José D. Influence of recycled aggregates and high contents of fly ash on concrete fresh properties. Cement and Concrete Composites v. 84, p. 198–213 , 1 nov. 2017.

LI, Xuping. Recycling and reuse of waste concrete in China. Part I. Material behaviour of recycled aggregate concrete. Resources, Conservation and Recycling v. 53, n. 1–2, p. 36–44 , 2008.

MARINKOVIC, Snezana B. et al. Recycled Aggregate Concrete for Structural Use – An Overview of Technologies, Properties and Applications. In: FARDIS, Michael N. (Org.). . Innovative Materials and Techniques in Concrete Construction. Dordrecht: Springer Netherlands, 2012. Disponível em: <http://link.springer.com/10.1007/978-94-007-1997-2>. 978-94-007-1996-5.

MENDES, Fernando Cruz. Sinal de alerta para a mineração de agregados em São Paulo: Precisamos planejar e atualizar as leis - A importância do ordenamento territorial. Areia e Brita n. 57, p. 24–28 , 2012.

MUKHARJEE, Bibhuti Bhusan; BARAI, Sudhirkumar V. Influence of Nano-Silica on the properties of recycled aggregate concrete. Construction and Building Materials v. 55, p. 29–37 , 2014. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.01.003>.

OMARY, Safiullah; GHORBEL, Elhem; WARDEH, George. Relationships between recycled concrete aggregates characteristics and recycled aggregates concretes properties. Construction and Building Materials v. 108, p. 163–174 , 2016. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.01.042>.0950-0618.

PARK, Jinyoung et al. Accelerated carbonation of recycled aggregates using the pressurized supercritical carbon dioxide sparging process. Minerals v. 10, n. 6 , 2020.

PÉREZ-BENEDICTO, J. A. et al. Características mecánicas de hormigones con áridos reciclados procedentes de los rechazos en prefabricación. Materiales de Construcción v. 62, n. 305, p. 25–37 , 2012.

POON, C. S.; KOU, S. C.; LAM, L. Influence of recycled aggregate on slump and bleeding of fresh concrete. Materials and Structures/Materiaux et Constructions v. 40, n. 9, p. 981–988 , 2007.

PRADO, Adelson Gomes Do. Assessing petrographic and experimental of coarse aggregates affects by tectonics deformation, minerals of alteration development and exsolution textures. Federal University of Pernambuco, 2008. 101 p.

RAHAL, Khaldoun. Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate. Building and Environment v. 42, n. 1, p. 407–415 , 2007.

RAO, Akash; JHA, Kumar N.; MISRA, Sudhir. Use of aggregates from recycled construction and demolition waste in concrete. Resources, Conservation and Recycling v. 50, n. 1, p. 71–81 , 2007.

SALESA, Ángel et al. Physico – mechanical properties of multi – recycled concrete from precast concrete industry. Journal of Cleaner Production v. 141, p. 248–255 , 2017.

SANTOS, Sara A.; DA SILVA, Pedro R.; DE BRITO, Jorge. Mechanical performance evaluation of self-compacting concrete with fine and coarse recycled aggregates from the precast industry. Materials v. 10, n. 8 , 2017.

SARAVANAKUMAR, P.; ABHIRAM, K.; MANOJ, B. Properties of treated recycled aggregates and its influence on concrete strength characteristics. Construction and Building Materials v. 111, p. 611–617 , 2016. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.064>.09500618.

SHAO, Yixin et al. Accelerated Carbonation of Portland Limestone Cement. Journal of Materials in Civil Engineering v. 26, n. 1, p. 117–124 , 2014.

SHI, Caijun et al. Performance enhancement of recycled concrete aggregate - A review. Journal of Cleaner Production v. 112, p. 466–472 , 2016. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.08.057>.

SILVA, Rui Vasco; DE BRITO, Jorge; DHIR, Ravindra Kumar. Establishing a relationship between modulus of elasticity and compressive strength of recycled aggregate concrete. Journal of Cleaner Production v. 112, p. 2171–2186 , 2016. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.10.064>.0959-6526.

SILVA, R. V.; DE BRITO, J.; DHIR, R. K. Properties and composition of recycled aggregates from construction and demolition waste suitable for concrete production. Construction and Building Materials v. 65, p. 201–217 , 2014. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.04.117>.

SOARES, D. et al. Use of coarse recycled aggregates from precast concrete rejects: Mechanical and durability performance. Construction and Building Materials v. 71, p. 263–272 , 2014. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.08.034>.

TAFFESE, Woubishet Zewdu. Suitability Investigation of Recycled Concrete Aggregates for Concrete Production: An Experimental Case Study. Advances in Civil Engineering v. 2018 , 2018.

The cement sustainability initiative, World Business Council for Sustainable Development. The Cement Sustainability Initiative (CSI). [S.l: s.n.]. Disponível em: <https://www.wbcsdcement.org/>. , 2009

UEPG, “(European Aggregates Association) - Estimates of aggregates production data,” 2018. [Online]. Available: http://www.uepg.eu/statistics/estimates-of-production-data. [Accessed 19 August 2018]. . [S.l: s.n.]. , [S.d.]

WANG, Ruijun; YU, Ningning; LI, Yang. Methods for improving the microstructure of recycled concrete aggregate: A review. Construction and Building Materials v. 242, p. 118164 , 2020. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118164>.

XIAO, Jianzhuang; LI, Jiabin; ZHANG, Ch. Mechanical properties of recycled aggregate concrete under uniaxial loading. Cement and Concrete Research v. 35, n. 6, p. 1187–1194 , 2005.

YANG, Keun Hyeok; CHUNG, Heon Soo; ASHOUR, Ashraf F. Influence of type and replacement level of recycled aggregates on concrete properties. ACI Materials Journal v. 105, n. 3, p. 289–296 , 2008.

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Publicado

2021-10-10

Como Citar

Lima, V. M. E. de, Fucale, S., Estolano, A. M. L., Berenguer, R. A., Lima, N. B. de, Cabral, L. C., Nascimento, H. C. B. do, & Lima, N. B. de. (2021). Concrete precast rejects – treatment, characterization, and application in new concrete as recycled aggregate. Conjecturas, 21(4), 142–181. https://doi.org/10.53660/CONJ-148-252

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Artigos