Low-cement eco-concrete and the role of recycled concrete aggregates (RCA), supplementary cementitious materials (SCMs), and other additives in improving sustainability and durability

• Brioschi, N. ^[1] ; Giner Cordero, E. ^[2] ; Ng, S. ^[2] ; Paglia, C. ^[1]
  1. [1] Institute of Materials and Construction, SUPSI
  2. [2] Shijiazhuang Chang´An YuCai Building Materials Ltd.
• Localización: Materiales de construcción, ISSN 0465-2746, Vol. 74, Nº. 356, 2024 (Ejemplar dedicado a: XVII Congreso Nacional de Materiales (CNMAT 2024))
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Hormigón ecológico de bajo contenido en cemento y el papel de los áridos de hormigón reciclado (RCA), materiales suplementarios del cemento (SCMs) y otros aditivos en la mejora de la sostenibilidad y durabilidad
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• Resumen
  • español

    Este estudio se centra en el desarrollo de hormigones ecológicos de bajo contenido en cemento que incorporan áridos reciclados de concreto (RCA) y materiales residuales como las cenizas de madera, con el objetivo de lograr un equilibrio entre la sostenibilidad y el rendimiento mecánico. Se diseñaron diferentes mezclas de hormigón con contenido de cemento variable (240-290 kg/m3) y niveles de reemplazo de RCA (25%-50% en peso). Los materiales utilizados incluyeron cemento CEM II/A-LL 42.5 R, áridos naturales calcareo-sílice, RCA de concreto C30/37, cenizas de madera y filler de piedra caliza. Se realizaron pruebas experimentales tanto en el estado fresco como endurecido del concreto, incluyendo trabajabilidad, resistencia a la compresión, módulo elástico, resistencia a la carbonatación, durabilidad frente a ciclos de congelación-descongelación y resistencia a la penetración de cloruros. Los resultados muestran que las mezclas con RCA presentaron un rendimiento similar o superior al del concreto convencional, siendo la mezcla C6 (que utilizó cenizas de madera del quemador) la que mostró los mejores resultados en cuanto a resistencia a la compresión y durabilidad. El estudio demuestra que estas mezclas de bajo contenido en cemento, utilizando áridos reciclados y materiales suplementarios, pueden cumplir con los requisitos de durabilidad para aplicaciones sostenibles en infraestructuras.

  • English

    This study focuses on the development of low-cement eco-concretes incorporating recycled concrete aggregates (RCA) and waste materials such as wood ashes, aiming to achieve a balance between sustainability and mechanical performance. Different concrete mixes were designed with varying cement content (240–290 kg/m3) and RCA replacement levels (25%–50% by weight). The materials used included II/A-LL 42.5 R cement, natural calcareous-silica aggregates, RCA from C30/37 concrete, wood waste ashes, and limestone filler. Experimental tests were conducted on fresh and hardened concrete, including workability, compressive strength, elastic modulus, carbonation resistance, freeze-thaw durability, and chloride penetration resistance. Results show that the mixtures with RCA demonstrated similar or better performance compared to conventional concrete, with C6 (using wood ashes from the burner) showing promising compressive strength and durability characteristics. The study demonstrates that these low-cement mixtures, using recycled aggregates and supplementary materials, can meet the durability requirements for sustainable infrastructure applications.