Treatment of recycled concrete aggregate for production of concrete with structural function

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, 2022.Com o aumento da exploração de matéria-prima pela construção civil, há a uma grande geração de resíduos de construção civil (RCC) que necessitam de destinação alternativa além do descarte. Surge assim a ideia do reaproveitamento da fração mineral dos RCC como fonte de agregados para produção de novos concretos. Porém, devido à presença de argamassa antiga aderida sobre a superfície do agregado original, o Agregado Reciclado de Concreto (ARC) possui características que influenciam negativamente nas propriedades dos novos concretos produzidos com este. Com isto, surge a necessidade do desenvolvimento de pesquisas que busquem meios de modificar o ARC reduzindo o efeito deste nas propriedades dos concretos, como esta, que tem como objetivo avaliar como diferentes métodos de tratamentos dos agregados reciclados de concreto (ARC) influenciam nas propriedades do concreto. Foram produzidos seis traços de concreto: dois traços de referência, um sem ARC e um com ARC; três traços contendo ARC utilizando o método de mistura em dois estágios (MMDE) associado com cimento Portland (CP), metacaulim (MK) e nanosílica (NS); e um traço contendo ARC submetido a carbonatação acelerada. A porcentagem de ARC utilizada foi de 20% de substituição em relação ao volume de agregado graúdo convencional. Foram avaliados nos traços a massa específica no estado fresco, resistência à compressão, módulo de elasticidade, absorção de água por imersão e por capilaridade, migração de cloretos no estado não estacionário e frente de carbonatação. Os resultados obtidos nos ensaios de propriedades mecânicas e durabilidade para o traço contendo ARC não tratado e ARC tratado com CP foram semelhantes ao traço referência, sem ARC. Os traços contendo MK e MK mais NS obtiveram uma melhora significativa em relação aos traços referência para todos os ensaios, com exceção do ensaio de carbonatação acelerada. O traço com ARC carbonatado apresentou melhora significativa na resistência à compressão, no módulo de elasticidade, na absorção por imersão e na resistência a migração de cloretos. Os resultados evidenciam que ocorrem mudanças positivas nas propriedades mecânicas e de durabilidade dos concretos com ARC que foram submetidos ao MMDE contendo CP, MK e NS, além do traço contendo ARC carbonatado,Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).As a result of the growth of the construction sector, there was an increase in the exploitation of raw materials, leading to a large generation of construction and demolition waste (CDW) that need an alternative destination other than disposal. This highlights the idea of reusing the mineral fraction of the CDW as a source of aggregates for the production of new concrete. However, due to the presence of old mortar adhered on the surface of the original aggregate, the Recycled Concrete Aggregate (RCA) has characteristics that affects negatively the properties of the new concretes produced with it. As a result, it emerges the need of new researches that seeks ways to modify the RCA reducing its effects on the properties of concrete. This research aims to evaluate how different methods of treatment of recycled concrete aggregates (RCA) influence the properties of concrete. Six concrete mixes were produced: two reference mixes, one without RCA and one with RCA; three traces containing RCA using the two-stage mixing approach (TSMA) associated with Portland cement (PC), metakaolin (MK) and nanosilica (NS); and a trace containing carbonated RCA. The percentage of replacement of RCA used was 20% of the volume of ordinary coarse aggregate. The density of the fresh concrete, compressive strength, elastic modulus, water absorption by immersion and water absorption by capillarity, chloride migration and carbonation front were evaluated in the concretes. The results obtained in the mechanical properties and durability tests for the mix containing untreated RCA and RCA treated with PC were similar to the reference mix, without RCA. The traces containing MK and MK plus NS obtained a significant improvement compared to the reference concrete for all tests, excepted for the carbonation test. The mix containing carbonated RCA showed significant improvement in compressive strength, elastic modulus, water absorption by immersion and chloride migration resistance. The results shows positive changes in the mechanical and durability properties of concretes containing RCA that were subjected to TSMA containing PC, MK and NS, and for the mix containing carbonated RCA, showing the feasibility of using RCA to manufacture structural concrete