Recycling and reusing of waste concrete fines as granulated aggregates
Kursula, Kalle (2024-04-05)
© University of Oulu, 2024. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited. © Oulun yliopisto, 2024. Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202403122159
Kuvaus
Tiivistelmä
In recent years, a large amount of construction and demolition waste has been generated by many demolition and construction projects because of fast urbanization. There is therefore a growing need for the sustainable management of construction waste and its recycling. The fine fraction of construction waste is especially challenging to reuse, and the problem is that it is yet to be fully utilized.
Current options for the recycling of recycled concrete fines are limited, and there is a lack of research related to this. Today, recycled concrete fines are typically dumped in landfill, which requires large areas and may cause environmental contamination through water and soil pollution. The recycling and utilization of recycled concrete fines could make a significant contribution to sustainable development and the environment.
This thesis, examined the possibility of the utilization of the recycled concrete fines. The general aim was to produce artificial aggregates from different recycled concrete fines by granulation.
The results of this thesis show that with suitable co-binders and curing methods, it is possible to produce artificial aggregates from recycled concrete fines that have comparable engineering properties as commercial lightweight aggregates.
Most of the produced artificial aggregates can be classified as lightweight aggregates according to the EN 13055-1 standard. It was observed that the strength of the produced aggregates was highly dependent on their reactivity, particle size, and the different co-binders and curing methods used. The lightweight concrete produced from these artificial aggregates showed almost similar strength to lightweight concrete produced from commercial lightweight aggregate.
Kaupungistuminen on johtanut viime vuosina moniin rakennus- ja purkuprojekteihin, joka on tuottanut valtavan määrän erilaista rakennus- ja purkujätettä. Näin ollen rakennus- ja purkujätteen kierrättämiselle ja ympäristöystävälliselle uudelleenkäytölle on kasvavaa kysyntää. Erityisesti betonijätteestä syntyvä hienoaines on haastavaa kierrättää ja ongelmana on, ettei sitä pystytä täysin hyödyntämään.
Nykyiset vaihtoehdot jätebetonijauheen kierrättämiselle ovat vähäiset ja tutkimusta sen hyödyntämisestä on tehty vähän. Yleensä jätebetonin hienoaine on viety kaatopaikalle, mikä vaatii suuria maapinta-aloja ja on ympäristölle haitallista sillä se saattaa saastuttaa maaperää ja luonnonvesiä. Näin ollen jätebetonijauheen hyödyntämisellä olisi suuria etuja kestävän kehityksen ja ympäristön kannalta.
Tässä väitöskirjassa tarkoituksena on tutkia jätebetonin hienoaineksen hyödyntämismahdollisuuksia. Erityinen tavoite oli tuottaa aggregaatteja erilaisista jätebetonijauheista rakeistusprosessin avulla.
Väitöskirjan tulokset osoittavat, että sopivien sideaineiden ja kovetusmenetelmien avulla on mahdollista tuottaa jätebetonijauheesta aggregaatteja, joilla on vertailukelpoiset ominaisuudet kaupallisen kevytsoran kanssa.
Suurin osa tuotetuista aggregaateista voidaan luokitella kevytsoraksi standardin EN 13055-1 mukaan. Tutkimuksessa havaittiin, että tuotettujen aggregaattien lujuus riippui suuresti käytetyn betonijauheen reaktiivisuudesta ja partikkelikoosta, sekä käytetystä sideaineesta ja kovetusmenetelmästä. Näillä aggregaateilla valmistettujen kevytbetonien lujuus oli vertailukelpoinen kaupallisella kevytsoralla valmistettuun betoniin.
Original papers
-
Kursula, K., Perumal, P., Ohenoja, K., & Illikainen, M. (2022). Production of artificial aggregates by granulation and carbonation of recycled concrete fines. Journal of Material Cycles and Waste Management, 24(6), 2141–2150. https://doi.org/10.1007/s10163-022-01457-y https://doi.org/10.1007/s10163-022-01457-y
-
Moukannaa, S., Kursula, K., Perumal, P., Ohenoja, K., & Illikainen, M. (2022). Recycling of precast concrete waste sludge with paper mill and biomass ashes for lightweight granulated aggregate production. Frontiers in Materials, 9, 877160. https://doi.org/10.3389/fmats.2022.877160 https://doi.org/10.3389/fmats.2022.877160
-
Kursula, K., Illikainen, M., & Perumal, P. (2023). Recycling alkali activated slag into artificial aggregate: Influence of particle size distribution of the starting material on granulation. Low-Carbon Materials and Green Construction, 1(1), 28. https://doi.org/10.1007/s44242-023-00031-5 https://doi.org/10.1007/s44242-023-00031-5
-
Kursula, K., Mistri, A., Illikainen, M., & Perumal, P. (2024). Utilization of fine concrete waste as a lightweight aggregate via granulation: Technical and environmental assessment. Journal of Cleaner Production, 434, 139938. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139938 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139938
Osajulkaisut
-
Kursula, K., Perumal, P., Ohenoja, K., & Illikainen, M. (2022). Production of artificial aggregates by granulation and carbonation of recycled concrete fines. Journal of Material Cycles and Waste Management, 24(6), 2141–2150. https://doi.org/10.1007/s10163-022-01457-y https://doi.org/10.1007/s10163-022-01457-y
-
Moukannaa, S., Kursula, K., Perumal, P., Ohenoja, K., & Illikainen, M. (2022). Recycling of precast concrete waste sludge with paper mill and biomass ashes for lightweight granulated aggregate production. Frontiers in Materials, 9, 877160. https://doi.org/10.3389/fmats.2022.877160 https://doi.org/10.3389/fmats.2022.877160
-
Kursula, K., Illikainen, M., & Perumal, P. (2023). Recycling alkali activated slag into artificial aggregate: Influence of particle size distribution of the starting material on granulation. Low-Carbon Materials and Green Construction, 1(1), 28. https://doi.org/10.1007/s44242-023-00031-5 https://doi.org/10.1007/s44242-023-00031-5
-
Kursula, K., Mistri, A., Illikainen, M., & Perumal, P. (2024). Utilization of fine concrete waste as a lightweight aggregate via granulation: Technical and environmental assessment. Journal of Cleaner Production, 434, 139938. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139938 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139938
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [37957]