Cement bound mixtures with metallurgical slags for road constructions: mix design and mechanical characterization

• Autorzy: Pasetto M. , Baldo N.

Warianty tytułu

PL

Ograniczenia mieszanin cementu i żużli metalurgicznych do budownictwa drogowego – charakterystyka właściwości mechanicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Environmental, economical and technical problems have led to increasing attention towards the recycling of waste materials in the construction of road infrastructure. This paper reports the results of a study carried out at the Experimental Road Laboratory of the University of Padua, aimed at designing cement bound mixtures for road construction, characterized by a stone matrix made exclusively with electric arc furnace steel slag, waste foundry sand and ladle furnace slag, used in different proportions. The physical-geotechnical properties of the metallurgical slags have been evaluated by means of the most pertinent laboratory procedures of the road technical sector. Cement bound mixtures, characterized by five different proportions of artificial aggre¬gates, have been designed in terms of Proctor, compression and indirect tensile strength tests. The mechanical characterization of the hydraulic mixes has been completed with the elastic modulus evaluation, through ultrasonic tests. The excellent results (compression and indirect tensile strength at 7 days up to 7.23 MPa and 0.92 MPa respectively, depending on the mixture type), have met the main Italian Contract Specifications, demonstrating the possibility to successfully reuse different types of metallurgical slags, in the complete substitution of the natural aggregates, for the development of cement bound mixtures designed for road construction.

PL

Ograniczenia mieszanin cementu i żużli metalurgicznych do budownictwa drogowego – charakterystyka właściwości mechanicznych Problemy środowiskowe, ekonomiczne i techniczne doprowadziły do wzrostu zainteresowania recyklingiem materiałów odpadowych w celu konstrukcji infrastruktury drogowej. Referat przedstawia wyniki badań przeprowadzonych w Drogowym Laboratorium Eksperymentalnym Uniwersytetu w Padwie, które zajmuje się projektowaniem mieszanki cementu do budowy dróg charakteryzującej się macierzą skalną wykonaną wyłącznie z żużla z pieca łukowego, piasku formierskiego oraz żużla kadziowego użytych w różnych proporcjach. Fizyczno-geotechniczne właściwości metalurgicznych żużli zostały określone dzięki najbardziej stosownym procedurom laboratoryjnym technicznego sektora drogowego. Zaprojektowano charakteryzujące się pięcioma różnymi proporcjami sztucznych kruszyw mieszanki oraz poddano je testom na sprężanie oraz pośrednim testom na wytrzymałość na rozciąganie. Charakterystyka mechaniczna mieszanek hydraulicznych została uzupełniona o określenie współczynnika sprężystości wzdłużnej poprzez testy ultradźwiękowe. Znakomite wyniki (sprężania i wytrzymałość na rozciąganie w siódmym dniu wynosiły odpowiednio 7,23 MPa i 0,92 MPa w zależności od rodzaju mieszanki) spełniły wymogi prezentując jednocześnie możliwość pomyślnego ponownego użycia różnych rodzajów żużli metalurgicznych, będących zamiennikami naturalnych kruszyw, w celu rozwoju mieszanek do konstrukcji dróg.

Słowa kluczowe

EN

steel slag; foundry sand; ladle furnace slag; cement bound mixtures; road construction

PL

żużle metalurgiczne; żużel z odlewnictwa; piasek odlewniczy; mieszanina cementu; konstrukcje drogowe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 14, nr 2
• Strony: 15--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab.

Twórcy

autor

Pasetto M.

• Dept. of Civil, Architectural and Environmental Engineering, University of Padova; Via Marzolo 9, 35131 Padova, Italy

autor

Baldo N.

• Chemistry, Physics and Environment Dept., University of Udine; Via del Cotonificio 114, 33100 Udine, Italy

Bibliografia

• 1. Dunster, A.M. The use of blastfurnace slag and steel slag as aggregates. 4th European Symposium on Performance of Bituminous and Hydraulic Materials in Pavements, Nottingham, 2002, p. 257-260.
• 2. Javed S.; Lovell C.W. Uses of waste foundry sands in civil engineering. In Transportation Research Record, 1486, 1995, p. 109-113.
• 3. Pasetto, M.; Baldo, N. The use of eaf steel slags in hydraulically bound mixtures for road foundations: a laboratory characterization. R’07 World Congress Recovery of Materials and Energy for Resource Efficiency, Davos (CH), 2007, CD-ROM proceedings.
• 4. Pasetto, Marco; Baldo, Nicola. Laboratory investigation of hydraulically bound mixtures for road foundations made with waste foundry sand and steel slags. 13th Conference on Environment and Mineral Processing, Ostrava, 2009, CD-ROM proceedings.
• 5. Pasetto, M.; Baldo, N. Recycling of steel slags in road foundations. In Environmental Engineering and Management Journal, 9, 2010, p. 773-777.
• 6. Setién J.; Hernández D.; González J.J. Characterization of ladle furnace basic slag for use as a construction material. In Construction and Building Materials, 23, 2009, p. 1788–1794.
• 7. Sherwood, P.T., Soil stabilization with cement and lime, state of the ART review. London: HMSO press, 1995.
• 8. Siddique R.; Kaurb G.; Rajorb A. Waste foundry sand and its leachate characteristics. In Resources Conservation and Recycling, 54, 2010, p. 1027-1036.
• 9. Zăman F.; Sohaciu M.G.; Matei E.; Predescu C. Opportunities for valorization of steel slags, In Environmental Engineering and Management Journal, 8, 2009, p. 993-996.
• 10. Xuan D.X.; Houben L.J.M.; Molenaar A.A.A.; Shui Z.H. Mechanical properties of cement-treated aggregate material – A review. In Materials and Design, 33, 2012, p. 496-502.