Alkali activation of recycled ceramic aggregates from construction and demolition wastes

Abstract

Environmental concerns are becoming increasingly more significant worldwide, thus creating the urgent need for new sustainable alternatives in the industrial sector. The present study assesses the fundamental properties of ceramic residue (CR) originated by demolition operations, specifically, the floor and wall tiles and sanitaryware furniture, for further incorporation in the construction sector, namely in alkali-activated bind- ers, mixed with other better-known precursors - fly ash (FA) and ladle furnace slag (LFS). Different CR/FA and CR/LFS weight ratios were considered and analyzed by mechanical behavior and microstructural analysis, which included uniaxial compression strength (UCS) tests, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Energy Dispersive Analyser (EDX), X-ray diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Results obtained showed that the combination of CR and FA or LFS, activated with sodium silicate, produced UCS values higher than 20 MPa and 59 MPa, respectively, after 90 days curing.

Activación alcalina de áridos cerámicos reciclados provenientes de residuos de construcción y demolición. Globalmente, las preocupaciones ambientales son cada vez más significativas, creando así la necesidad urgente de nuevas alternativas sostenibles en el sector industrial. El presente estudio evalúa las propiedades fundamentales de los residuos cerámicos (CR) provenientes de demolición, para ser reincorporados en el sector de la construcción, principalmente como ligantes activados alcalinamente, mezclados con otros precursores más conocidos: cenizas volantes (FA) y escorias de horno de cuchara (LFS). Se consideraron diferentes relaciones de peso CR/FA y CR/LFS, se analizó el comportamiento mecánico y se realizó un análisis microestructural, incluyendo pruebas de resistencia a la compresión (UCS), microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis por energías dispersivas de rayos X (EDX), Rayos-X (XRD) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Los resultados mostraron que, a 90 días de curado, la combinación de CR y FA o LFS activada con silicato de sodio produjo valores de UCS superiores a 20 MPa y 59 MPa, respectivamente