ESPOCH Congresses: The Ecuadorian Journal of S.T.E.A.M.
ISSN: 2789-5009
Leading Ecuadorian research in science, technology, engineering, arts, and mathematics.
Experimental Study on Stabilization Subgrade Soil Soft with Fine Concrete Residue
Published date: Aug 30 2021
Journal Title: ESPOCH Congresses: The Ecuadorian Journal of S.T.E.A.M.
Issue title: Volume 1, Issue 2
Pages: 1044–1052
Authors:
Abstract:
The reuse of construction and demolition waste (CDW) is a sustainable practice that in recent years has been investigated with great intensity around the world. Concrete waste are a part of the CDW, whose application in pavements is still under development. In this context, this article aims to evaluate the use of concrete fine fraction waste (CW-fine), with particles smaller than 2mm, to improve a soft subgrade soil of residual origin. For this purpose, their physical characteristics, the compaction and California Bearing Ratio (CBR) have been analyzed, both of the natural soil and of the mixtures with CW-fine in proportions of 20, 40 and 60% by weight. The results show that when adding CW-fine, Atterberg limits, specific gravity of solid particles, optimum moisture content and expansion, decrease; while the maximum dry density and CBR increase. The expansion and CBR results of the soil mixture with CW-fine show acceptable values for the subgrade reinforcement, in accordance with Brazilian paving standards.
Keywords: Subgrade stabilization. Concrete fine fraction waste.CBR.
Resumen
El reaprovechamiento de los residuos de construcción y demolición (RCD) es una práctica sustentable que en los últimos años se viene investigando con gran intensidad alrededor del mundo. Los residuos de concreto son una parte de los RCD, cuya aplicación en pavimentos aún está en desarrollo. En ese contexto, este artículo pretende evaluar el uso de residuos de concreto de fracción fina (RC-fino), con partículas menores a 2mm, para mejorar un suelo de subrasante blando de origen residual. Para tal finalidad, han sido analizadas sus características físicas, parámetros de compactación Relación de Soporte de California (del inglés California Bearing Ratio, CBR), tanto del suelo natural como de las mezclas con RC-fino en proporciones de 20, 40 y 60% en peso. Los resultados muestran que al adicionar RC-fino, los valores de los límites de Atterberg, la densidad específica de los sólidos, el contenido de humedad óptimo y la expansión disminuyen; mientras que la densidad seca máxima y CBR aumentan. Los resultados de expansión y CBR de la mezcla de suelo con RC-fino, muestran valores aceptables para el refuerzo de subrasante, en conformidad con las normas brasileñas de carreteras.
Palabras Clave: Estabilización de subrasante. Residuo concreto fino.CBR.
References:
[1] Akhtar A, Sarmah A. Construction and demolition waste generation and properties of recycled aggregate concrete: A global perspective. Journal of Cleaner Production. 2018;186:262-281.
[2] Oliveira T, Dezen B, Possan E. Use of concrete fine fraction waste as a replacement of Portland cement. Journal of Cleaner Production. 2020;123-126.
[3] Resolução n° 467 2015.
[4] John V, Agopyan V. Reciclagem de resíduos da construção. Paper presented at: Seminário- Reciclagem de Resíduos Sólidos Domiciliares; 2000; São Paulo, Brazil.
[5] Associação Brsileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Panorama dos resíduos sólidos no Brasil 2018/2019. 2019.
[6] Pinto T. Metodologia para a gestão diferenciada de resíduos sólidos da construção urbana [Doctoral Thesis]. São Paulo: USP; 1999.
[7] Schneider D. Deposições irregulares de resíduos da construção civil na cidade de São Paulo [tesis de maestría]. São Paulo: USP; 2003.
[8] Motta R. Estudo laboratorial de agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil para aplicação em pavimentação de baixo volume de tráfego [Doctoral Thesis]. São Paulo: USP; 2005.
[9] Soncim S, Júnior G, Júnior M, de Almeida M, de Almeida S, Vidal F. O emprego do resíduo da reciclagem de garrafas PET (Polietileno Tereftalato) como agregado em reforço de subleitos de rodovias. Paper presented at: IV Simpósio Internacional de Qualidade Ambiental; 2004; Porto Alegre, Brazil.
[10] Kerni V, Sonthwal V, Jan U. Review on stabilization of clayey soil using fines obtained from demolished concrete structures. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 2015;4:296-299.
[11] Paul H, Cyrus S. Stabilization of Weak Subgrade Soil Using Demolished Concrete Aggregate. Indian Geotechnical Conference IGC. 2016.
[12] Singh L, Singh S, Gill K. Improvement in CBR value of soil using waste concrete fines. International Journal of Science Technology & Engineering. 2017;3.
[13] Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 6508: Grãos de solos que passam na peneira de 4.8mm: Determinação da massa específica. 1984.
[14] Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 6459: Solo: Determinação do limite de liquidez. 2016.
[15] Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 7180: Solo: Determinação do limite de plasticidade. 2016.
[16] International Organization for Standardization. ISO 13220: Particle size analysis: Laser diffraction methods. 2009.
[17] Mauri J, Ruiz H, Fernandes R, Ker J, Rezende L. Dispersantes químicos na análise granulométrica de latossolos. Revista Brasileira de Ciência do Solo. 2011;35:1277-1284.
[18] Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 7182: Solo - Ensaio de compactação. 2016.
[19] Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 9895: Índice de Suporte de California: Requisitos. 2016.
[20] Das B. Fundamentos de ingeniería de cimentaciones. 7th ed. México: Cengage Learning; 2012.
[21] Ochoa AS. Estudio experimental sobre la estabilización de una subrasante limo-arcillosa con RCDconcreto fino (partículas < 2mm) para aplicación en pavimentos [Trabajo de Conclusión de Curso]. Foz de Iguazú: UNILA; 2019.
[22] Favaretto P, Hidalgo G, Sampaio C, Silva R, Lermen R. Characterization and use of construction and demolition waste from South of Brazil in the production of foamed concrete blocks. Applied Sciences. 2017;7:1090.
[23] Silva A, Fucale S, Ferreira S. Efeito da adição de resíduos da construção e demolição (RCD) nas propriedades hidromecânicas de um solo areno-argiloso. Matéria. 2019;24.
[24] Joaquim A. Estudo de dois solos tropicais melhorados com cimento ou cal para emprego em camadas superiores de estradas não pavimentadas [Master’s thesis]. Campinas: UNICAMP; 2017.
[25] Santos, E. Aplicação de resíduos de construção e demolição reciclado (RCD-R) em estruturas de solo reforçado [Tesis doctoral]. São Paulo: USP; 2007.
[26] Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes (DNIT). Manual de pavimentação. 2006.
[27] Luz C, da Silva SN, da Silva SN. Análise da mistura do agregado reciclado de RCD associado ao solo laterítico para utilização na camada de base de pavimentos. Paper presented at: 9th Forum Internacional de Resíduos Sólidos; 2019 June 13-15; Porto Alegre, Brazil.