For about a decade, the carbonation of concrete has been viewed as a way to enable the sequestration of carbon dioxide, previously emitted in cement production processes. CO2 sequestration can be intensified by subjecting recycled aggregate to carbonation. The use of such aggregate in the realization of warm foundation slabs, which are a solution in passive and zero‑energy houses, contributes not only to one of the principles of sustainable construction, which is the circularity of building materials, but also to the improvement of the properties of concrete, such as obtaining greater strength comparing to the use of aggregate not subjected to carbonation. The study shows that the strength increased by an average of about 16% and was comparable to that of concrete with natural aggregate. At the same time, the concrete’s water absorption decreased (13 to as much as 30%) as well as the degree of strength loss in the frost resistance test.
PL
Od prawie dekady karbonatyzację betonu postrzega się jako sposób umożliwiający sekwestrację dwutlenku węgla, wyemitowanego wcześniej w procesach produkcji cementu. Sekwestrację CO2 można zintensyfikować, poddając karbonatyzacji kruszywo z recyklingu. Zastosowanie takiego kruszywa w realizacji ciepłych płyt fundamentowych, stanowiących rozwiązanie w domach pasywnych i zeroenergetycznych, przyczynia się nie tylko do realizacji jednego z założeń budownictwa zrównoważonego, jakim jest cyrkularność materiałów budowlanych, ale również do poprawy właściwości betonu, m.in. uzyskania większej wytrzymałości niż w przypadku zastosowania kruszywa niepoddanego karbonatyzacji. Z przeprowadzonych badań wynika, że wytrzymałość zwiększyła się średnio ok. 16% i była porównywalna z wytrzymałością betonu z kruszywem naturalnym. Jednocześnie zmniejszeniu uległa nasiąkliwość betonu (13 do nawet 30%) oraz stopień utraty wytrzymałości w badaniu mrozoodporności.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The reuse of construction and demolition waste is undoubtedly one of the main research focuses today for reducing waste and preserving the environment within the framework of sustainable development. The objective of this work is to study the effects of varying the dosage of unbaked clinker waste sand (CWS) and recycled concrete sand (RCS), at an age of approximately 28 days, previously to produce compressed pipes, on the physical properties of the fresh and hardened states, as well as the corrosion resistance of ordinary concrete. The analysed concrete mixes contain recycled sand in percentages of (0, 5, 10, 15, and 20) %, in addition to limestone crushed sand. The tested concrete characteristics include density, workability, compressive and flexural strength, splitting tensile strength, water absorption by immersion and capillarity, and resistance to chemical attacks by 5 % CH3COOH and 5 % NaCl. The corrosion behaviour of steel bars in 3.5 % NaCl solution is monitored using electrochemical methods, including potentiodynamic polarisation and electrochemical impedance spectroscopy. The results obtained show that the use of recycled sands leads to a reduction in concrete workability, improvement in compressive, flexural, and splitting tensile strength, and a reduction in water absorption capacity, which could be directly related to modifications in the microstructure. The electrochemical results indicate that the addition of CWS and RCS in concrete greatly affect the corrosion resistance properties of concrete. The corrosion resistance increases with increasing immersion time up to 40 days, after which it decreases, indicating a loss of protective ability.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Cykliczne zamrażanie i rozmrażanie w obecności soli to jeden z podstawowych czynników wpływających na trwałość betonu z kruszywem z recyklingu. Zbadanie efektywności transportu jonów chlorkowych w betonie zawierającym kruszywo pochodzące z przetwarzania odpadów betonowych jest kluczowe dla określenia odporności tego typu betonów na korozję chlorkową. Celem niniejszej pracy było zbadanie zjawisk migracji i wiązania jonów chlorkowych w betonie z recyklingu narażonym na korozję mrozową w środowisku soli. Mikrostrukturę betonu z recyklingu oceniono z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej [SEM], a proces migracji jonów chlorkowych zasymulowano z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego COMSOL. Wyniki wskazują, że w przypadku betonów z kruszywem z recyklingu poddanych badaniu mrozoodporności w 3% roztworze NaCl, uszkodzenia wynikające z korozji mrozowej są poważniejsze niż w przypadku próbek zanurzonych w wodzie. Zawartość wolnych jonów chlorkowych w betonach z recyklingu poddanych cyklicznemu zamrażaniu i rozmrażaniu w wodzie w minimalnym stopniu zależała od zawartości popiołu lotnego [NF] i stopnia zastąpienia naturalnego kruszywa grubego [NCA] kruszywem grubym pochodzącym z recyklingu [RCA]. Gdy cykle zamrażania i rozmrażania prowadzono w 3% roztworze NaCl, zwiększenie zawartości popiołu lotnego w mieszance przy stałym udziale kruszywa RCA skutkowało najpierw zmniejszeniem, a następnie wzrostem zawartości wolnych jonów chlorkowych oraz zdolności wiązania jonów chlorkowych w betonie. Beton z recyklingu zawierający w spoiwie 15% popiołu lotnego [NF] cechował się lepszą odpornością na korozję mrozową w obecności soli od betonu pozbawionego popiołu NF oraz betonu zawierającego ultradrobny popiół lotny [SF]. Wraz ze wzrostem udziału kruszywa z recyklingu, zawartość wolnych jonów chlorkowych wzrastała, a odporność na korozję chlorkową betonu z recyklingu ulegała pogorszeniu. Korzystając z drugiego prawa Ficka, współczynnik dyfuzji jonów chlorkowych obliczono za pomocą oprogramowania MATLAB, a następnie w programie COMSOL dokonano symulacji, która dobrze odzwierciedla mechanizm dyfuzji chlorków w betonie z recyklingu.
EN
Salt-freezing coupling is one of the main factors affecting the durability of recycled concrete. Investigating the chloride ion transport performance in recycled concrete containing recycled aggregate is essential to clarify the resistance of recycled concrete to chloride ion erosion due to the use of recycled aggregate produced from waste concrete. The objective of this paper is to investigate the migration behaviors and binding characteristics of chloride ions in recycled concrete, which were exposed to the salt-freezing coupling environment. The microstructure of the recycled concrete was conducted through scanning electron microscope (SEM), while the process of chloride ions migration was simulated by COMSOL software. The results indicated that the degree of recycled concrete, prepared by recycled coarse aggregate [RCA] and different particle size fly ash [NF], frost damage was higher in a 3 % NaCl solution compared to water. The contents of free chloride ions in recycled concrete subjected to freezing-thawing [F-T] cycle in water was minimally influenced by the NF content or the replacement rate of RCA. Under F-T conditions in a 3 % NaCl solution, increasing the NF content at the same replacement rate of RCA results in a decreasing-then-increasing trend in both the free chloride ion content and the chloride ion binding capacity in the concrete. Recycled concrete containing 15 % NF had a superior salt frost resistance compared to recycled concrete without NF or with ultrafine fly ash [SF]. With the replacement rates of RCA increasing, the contents of free chloride ions rose, the salt resistance of recycled concrete decreased. Using Fick’s second law, the chloride ion diffusion coefficient was calculated using MATLAB, and COMSOL software simulation accurately portrayed the diffusion state of free chloride ions in the recycled concrete.
This paper examines the ecological, technical, and economic aspects of using flint wastes extracted during the chalk extraction. The study presents the adverse effects of mining on the environment and draws attention to the mining waste generated. Flint wastes are proposed to be used in the crushed form as a substitute for high-quality aggregate for cement composites. Traditional concretes, which contained gravel and basalt aggregates in their volume, were used as control composites. Due to the satisfactory results of the technical tests, the described waste disposal method was also analysed in terms of possible economic benefits. Conclusions from the conducted tests proved that crushed flint waste is technically equal to high-quality special aggregates. At the same time, the costs of its acquisition and production in suitable deposition systems can be lower than the cheapest traditional gravel aggregates available on the market.
PL
W pracy niniejszej przeanalizowano ekologiczne, techniczne i ekonomiczne aspekty wykorzystania odpadowego krzemienia, który pozyskiwany jest podczas procesu wydobycia kredy. W pracy zaprezentowano problematykę niekorzystnego wpływu górnictwa na środowisko oraz zwrócono uwagę na powstające odpady wydobywcze. Odpadowy krzemień zaproponowano wykorzystać w formie rozkruszonej, jako substytut wysokiej jakości kruszywa do kompozytów cementowych odpornych na działanie środowisk agresywnych chemicznie. Jako kompozyty kontrolne wykorzystano betony tradycyjne, które zawierały w swojej objętości kruszywa żwirowe i bazaltowe. W związku z zadowalającymi wynikami przeprowadzonych testów opisany sposób unieszkodliwiania odpadu przeanalizowano również pod kątem możliwych korzyści ekonomicznych. Wnioski z przeprowadzonych badań dowiodły, że rozkruszone odpady krzemienia pod względem technicznym dorównują wysokiej jakości kruszywom specjalnym, natomiast koszty ich pozyskania i wytworzenia w odpowiednich systemach ich deponowania mogą być niższe niż najtańszych dostępnych na rynku kruszyw tradycyjnych żwirowych.
Przetwarzanie zużytych betonów stanowi ważny element gospodarki o obiegu zamkniętym. Podstawowym kierunkiem przeróbki betonowego gruzu budowlanego i rozbiórkowego oraz odpadów produkcyjnych, powstających w wytwórniach prefabrykatów budowlanych, jest pozyskiwanie kruszyw, które mogą być wykorzystane powtórnie jako składnik mieszanek betonowych. Jakość otrzymywanych kruszyw uzależniona jest głownie od rodzaju kruszyw w przetwarzanym betonie i zawartości w nich pozostałości „starego” zaczynu cementowego. W pracy omówiono mikrostrukturę i skład fazowy zaczynu cementowego oraz ich wpływ na podstawowe cechy użytkowe kruszyw uzyskiwanych z przeróbki betonów. Przedstawiono również możliwości wykorzystania drobnoziarnistego materiału powstającego podczas rozdrabniania betonów jako składnika namiaru surowcowego do wytwarzana klinkieru portlandzkiego.
EN
The processing of used concretes is an important part of the economy with a closed circuit. The basic direction of concrete processing from construction and demolition debris as well as production of wastes generated in prefabrication plants is obtaining aggregates, which can be reused as a component of concrete mixes. The quality of obtained aggregates mainly depends on the type of aggregates used in the processed concrete and the content of the „old” cement paste in them. The work discusses the microstructure and phase composition of cement paste as well as their impact on the basic properties of aggregates obtained from processed concrete. The paper also presents the possibilities of using fine-grained material generated during the crushing of concretes as a raw material for the production of Portland cement clinker.
Wraz z rozwojem techniki rośnie zapotrzebowanie na materiały o specjalnych właściwościach. Wytwórcy betonów, ceramiki, asfaltów oraz materiałów izolacyjnych zmuszeni są stosować innowacyjne, coraz bardziej skomplikowane oraz kosztowne dodatki, domieszki lub modyfikatory. W efekcie proste i niedrogie substancje zostały wyparte przez skomplikowane, długołańcuchowe polimery, wieloskładnikowe żywice lub tworzywa sztuczne. W artykule przedstawiono porównanie mechanicznej odporności na rozdrabnianie w bębnie Los Angeles wybranych kruszyw łamanych i recyklingowych (pokruszonego gruzu betonowego), pochodzących z wyburzanych obiektów inżynierskich.
Przedstawiono zagadnienie wpływu stopnia wstępnego nasycenia kruszywa z recyklingu wynoszącego 0; 45 i 90% oraz zróżnicowanej kolejności dozowania składników na wytrzymałość na ściskanie, nasiąkliwość i współczynniki absorpcji wody betonów recyklingowych. Podano wyniki badań strefy kontaktowej między nowym zaczynem i kruszywem z recyklingu.
EN
The article presents the influence of the degree of pre-saturation of recycled aggregate 0, 45 and 90%, and the varied order of ingredients addition, on the compression strength, density, water absorbability and the water absorption coefficient of recycled concrete. An analysis of the contact zone between the new paste and the recycled aggregate was conducted.
W artykule zostało przedstawione zastosowanie szkła wodnego w betonie z kruszywem z recyklingu i elementów żelbetowych z niego wykonanych. Celem badań było zaprojektowanie dwóch mieszanek betonowych z kruszywem z recyklingu i wykorzystanie ich w elementach próbnych. Jedna z mieszanek była modyfikowana szkłem wodnym. Zaprojektowane betony miały bardzo zbliżone wyniki po 28 dniach i uzyskały taką samą klasę betonu C35/45. Szkło wodne przyśpieszyło szybkość wiązania betonu bez zmiany ich wartości, zauważalny szybszy przyrost wytrzymałości na ściskanie oraz rozciąganie przy zginaniu. Zastosowanie szkła wodnego w elementach żelbetowych nie wpłynęło na siłę niszczącą belek. Dodatek szkła wodnego wpłynął pozytywnie na zachowanie się belek żelbetowych przy 2% stopniu zbrojenia.
EN
The article was presented to the use of sodium silicate in concrete with recycled aggregate and concrete elements made of it. The aim of this study was to design two concrete mixtures with aggregates from recycling and use them in the elements of trial. One of the mixtures was modified sodium silicate. Designed concrete results were very similar at 28 days and received the same concrete class C35/45. Sodium silicate bonding concrete accelerated rate without changing their values, a noticeable increase in higher compressive strength and tensile strength. The use of sodium silicate in concrete elements had no effect on the destructive power of the beams. The addition of sodium silicate had a positive influence on the behavior of reinforced concrete beams with 2% degree of reinforcement.
W artykule przedstawiono koncepcję konstruowania nośnych żelbetowych elementów belkowych nowej generacji, formowanych poprzez zespolenie w strefie rozciąganej warstwy betonu recyklingowego z odcinkową warstwą w postaci wkładki żelbetowej, wykonanej z betonu wysokiej wytrzymałości (BWW) w strefie ściskanej. Analiza przeprowadzonych badań wykazała, że w wyniku połączenia warstw złożonych z dwu betonów o celowo zróżnicowanych właściwościach wytrzymałościowych i odkształceniowych można uzyskać element konstrukcyjny o parametrach znacznie korzystniejszych w porównaniu z tradycyjnymi, wykonanymi w całości z betonu recyklingowego lub na kruszywie naturalnym.
EN
The paper presents the concept of constructing load-bearing reinforced concrete beams by the new generation, formed by the fusion of recycled aggregate concrete (RAC) in the tension area and the layer of High Performance Concrete (HPC) in the compression zone. Analysis carried out preliminary tests showed that the merger of two layers of composite concretes of intentionally different strength and deformation properties can be a structural element of a much more favorable characteristics compared to traditional solutions entirely made of recycled aggregate concrete or ordinary concrete.
W pracy analizowano poszczególne fazy cyklu życia obiektu betonowego związane z emisją i absorpcją CO2 oraz przedstawiono wybrane sposoby redukcji dwutlenku węgla poprzez obniżenie zużycia cementu w betonie i poprzez karbonatyzację. Obniżenie zużycia cementu w betonie można uzyskać przez stosowanie zastępczych, odpadowych materiałów przemysłowych. Absorpcja CO2 zachodzi głównie podczas procesu karbonatyzacji: w czasie użytkowania budowli, w trakcie rozbiórki i stosowania recyklingowych kruszyw betonowych.
EN
Particular phases of concrete construction life cycle related to COsub>2 emission and absorption are analyzed. Also selected reduction methods of carbon dioxide by decreasing cement consumption in concrete and by carbonation are described in the paper. Reduction of cement consumption in concrete is possible by application of supplementary industrial byproducts. Absorption of CO2 occurs mostly during carbonation process: in construction exploitation time, its demolition and usage of recycling aggregate concrete.
W artykule, na podstawie analizy literatury úwiatowej, przedstawiono ewolucjć recyklingu betonu na przestrzeni ostatnich 40 lat oraz przytoczono przykůad zaawansowanej technologii recyklingu betonu. Aktualnie kruszywo recyklingowe, produkowane zgodnie z wymaganiami klasycznej technologii recyklingu betonu, ma ograniczone zastosowanie w budownictwie. Szansŕ na poszerzenie zakresu jego stosowania sŕ nowoczesne japońskie technologie wykorzystujŕce procedury úcierania zaczynu z kruszywa oryginalnego.
EN
The paper presents the evolution of concrete recycling through the last years. It is based on scientific literature and provides the example of vanced technology of concrete recycling. Aggregate produced according classical technology requirements has a limited application in building dustry. The newest Japanese technologies create a wider range of its appli tions and allow one to receive the high quality aggregate, which is obtaii via grinding of mortar from original aggregate.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.