Improvement of concrete performance through treatment of coarse recycled concrete aggregates with acid solutions and addition of aluminium sulphate

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Valencia, Javier Andres Forero
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Agregado reciclado
Concreto reciclado
Mecânica de fratura
Propriedades mecânicas
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/48804
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Faculdade de Tecnologia, 2023.
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spelling Improvement of concrete performance through treatment of coarse recycled concrete aggregates with acid solutions and addition of aluminium sulphateAgregado recicladoConcreto recicladoMecânica de fraturaPropriedades mecânicasTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Faculdade de Tecnologia, 2023.A heterogeneidade dos agregados reciclados de concreto (RCA) tem origem principalmente nas fontes das quais são gerados. Por este motivo, existem várias técnicas na literatura que ajudam a melhorar a performance dos agregados para adquirirem similaridade com os agregados naturais (AN). Embora em estudos prévios existam vários autores que relatam esta técnica para a remoção da argamassa aderida aos AN usando soluções ácidas, não existe ainda um consenso sobre qual o tempo de imersão e concentração ácida são adequados para uma melhoria do RCA. Uma campanha experimental de duas fases foi desenvolvida nesta investigação. A primeira fase teve como foco, a identificação da concentração ótima em termos de molaridade (M) e tempo de imersão usando ácido clorídrico (HCl) e ácido sulfúrico (H2SO4), e adicionalmente, a realização de uma análise das suas propriedades físicas. A segunda fase teve como foco, a produção de concretos com RCA tratados com soluções ácidas de HCl e H2SO4 e a produção de concretos com a incorporação de RCA e sulfato de alumínio (SA). Ambas as composições foram avaliadas nas suas propriedades mecânicas, fratura e durabilidade. Após a análise dos efeitos macro, ainda se procedeu a uma análise da microestrutura da zona de transição interfacial (ZTI) entre o RCA tratado e a matriz cimentícia, com o objetivo de observar e descrever a melhoria da ZTI. Na primeira fase, foi concluído que concentrações entre 1 M e 3 M de HCl e H2SO4 não apresentaram uma melhoria substancial na remoção da argamassa. Da mesma forma, o tempo de imersão não influenciou consideravelmente na remoção no RCA. Relativamente à segunda fase, os resultados do comportamento mecânico, durabilidade e fratura, demonstraram melhorias relativamente aos concretos que incorporam RCA tratados com soluções ácidas na sua concentração até 1M e adição de SA, em comparação aos concretos de referência com RCA não tratados. Não obstante, foi ainda concluído que a utilização de molaridades altas (3M) de H2SO4 nas propriedades mecânicas de durabilidade e fratura, tende a ser negativa, comparativamente aos concretos de referência com RCA não tratados. Como resultado, essas descobertas contribuíram para um entendimento mais aprofundado sobre a aplicação adequada dessas técnicas no contexto de concretos que empregam esse tipo de agregados.The heterogeneity of Recycled Concrete Aggregate (RCA) originates mainly from the sources from which it is generated. For this reason, there are several techniques in the literature that help improve the performance of aggregates to achieve similarity with natural aggregate (NA). Although in previous studies there are several authors who report this technique for removing the adhered mortar from NA using acid solutions, there is still no consensus on the appropriate immersion time and acid concentration for improving RCA. A two-phase experimental campaign was conducted in this investigation. The first phase focused on identifying the optimal concentration in terms of molarity (M) and immersion time using hydrochloric acid (HCl) and sulphuric acid (H2SO4), as well as conducting an analysis of their physical properties. The second phase focused on producing concrete mixes with RCA treated with acid solutions of HCl and H2SO4, and mixes incorporating RCA and aluminium sulphate (AS). Both compositions were evaluated in terms of their mechanical properties, fracture, and durability. After analysing the macro effects, a microstructure analysis of the interfacial transition zone (ITZ) between the treated RCA and the cementitious matrix was carried out to observe and describe the improvement of the ITZ. In the first phase, it was concluded that concentrations between 1 M and 3 M of HCl and H2SO4 do not significantly improve mortar removal. Similarly, the immersion time does not have a considerable influence on mortar removal from RCA. Regarding the second phase, the results of mechanical behaviour, durability, and fracture demonstrated improvements in mixes incorporating RCA treated with acid solutions at concentrations up to 1 M and the addition of AS compared to untreated reference mixes with RCA. However, it was also concluded that the use of high molarities (3 M) of H2SO4 tends to be negative in terms of mechanical durability and fracture properties relative to reference mixes with non-treated RCA. As a result, all these findings have led to a more nuanced understanding of the appropriate use of these techniques in concretes employing such aggregates.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção CivilPereira, Cláudio Henrique de Almeida FeitosaBrito, Jorge Manuel Caliço Lopes deEvangelista, Luís Manuel Faria da RochaValencia, Javier Andres Forero2024-07-12T15:33:53Z2024-07-12T15:33:53Z2024-07-122023-10-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfVALENCIA, Javier Andres Forero. Improvement of concrete performance through treatment of coarse recycled concrete aggregates with acid solutions and addition of aluminium sulphate. 2023. xxii, 182 f., il. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio.unb.br/handle/10482/48804engA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-03-20T15:49:19Zoai:repositorio.unb.br:10482/48804Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-03-20T15:49:19Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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