Daniela L. Vega A., Jose Eduardo Salcedo Fontalvo, Richard Jimenez Triana, Dulce Maria Palacios del Barre, Cesar Fresneda Saldarriaga
{"title":"Granular Subbase Improvement with Recycled Concrete Aggregates in Tropical Areas","authors":"Daniela L. Vega A., Jose Eduardo Salcedo Fontalvo, Richard Jimenez Triana, Dulce Maria Palacios del Barre, Cesar Fresneda Saldarriaga","doi":"10.31436/iiumej.v23i2.2367","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Use of Recycled Concrete Aggregate (RCA) for Granular Subbase (GSB) in the tropical area is evaluated in this work. Among the materials widely studied as replacements in granular and surface layers is RCA. Its mechanical behavior in granular layers has mainly been evaluated with tests such as California Bearing Ratio (CBR). However, abrasion is also a determining property in the strength of these materials. In this study, the performance of Natural Aggregates (NA) with replacement of RCA was evaluated for use as GSB in a tropical area. Even though several laboratory tests were performed, the focus of the article lies on the performance in the Los Angeles (LA) abrasion test. Two replacement percentages of coarse RCA were considered: 10 and 15 % by weight of aggregates. The RCA and NA were characterized according to different laboratory tests: Granulometry, Absorption, Atterberg Limits test, Plasticity, Specific Gravity, and LA abrasion. In turn, all results were compared with Colombian specifications for a typical GSB in the area. In addition, a simple Life Cycle Assessment (LCA) was included to evaluate the environmental impacts of the base and alternative scenarios. The results show that GSB with 10% RCA present a higher abrasion resistance than the GSB with 15% RCA. Even better results are obtained with 10% RCA than with natural GSB. Specifically, average LA abrasion test losses of 30.86, 29.80 and 32.07% were obtained for NA, 10% RCA and 15% RCA, respectively. The LCA results show an increase of 50% and 75% in energy consumption by comparing the base scenario with 10 and 15% RCA replacement, respectively. This leads to an increase of 40 and 80% in carbon monoxide (CO) emissions for 10 and 15% RCA replacement respectively, and 100% in carbon dioxide (CO2) emissions for both alternative scenarios.\n \nABSTRAK: Penggunaan Agregat Konkrit Kitar Semula (RCA) bagi Subtapak Butiran (GSB) bagi kawasan tropika telah dikaji dalam kajian ini. Antara bahan yang banyak dikaji sebagai bahan ganti dalam butiran dan lapisan permukaan adalah RCA. Ciri-ciri mekanikal dalam lapisan butiran telah diuji, terutamanya dengan ujian seperti Nisbah Bearing California (CBR). Walau bagaimanapun, pelelasan juga merupakan ciri penting dalam menentukan ketahanan material. Kajian ini merupakan prestasi Agregasi Semulajadi (NA) dengan ganti RCA yang diuji bagi penggunaan GSB di kawasan tropika. Walaupun pelbagai ujian makmal telah dijalankan, fokus artikel ini terletak pada prestasi ujian pelelasan Los Angeles (LA). Dua gantian bagi peratus RCA kasar telah diambil kira: iaitu pada agregat berat 10% dan 15%. Ciri-ciri RCA dan NA dikategori berdasarkan pelbagai ujian lab yang pelbagai: Granulometri, Penyerapan, ujian Had Atterberg, Keplastikan, Graviti Tertentu dan Pelelasan LA. Kemudian, kesemua dapatan kajian dibandingkan dengan ciri-ciri Kolombia bagi ciri tipikal GSB di kawasan itu. Tambahan, Pentaksiran Kitar Hidup (LCA) yang ringkas dimasukkan bagi menilai impak terhadap alam terhadap penggunaanya pada pangkal bijirin dan pada senario alternatif. Dapatan kajian menunjukkan GSB yang menggunakan RCA 10% mempunyai rintangan lelasan tertinggi berbanding GSB dengan RCA 15%. Tambahan, dapatan kajian yang lebih baik didapati daripada RCA 10% berbanding GSB semula jadi. Terutama pada purata ujian lelasan LA telah mengalami penyusutan sebanyak 30.86, 29.80 dan 32.07% bagi NA, RCA 10% dan RCA 15%, masing-masing. Dapatan LCA menunjukkan peningkatan sebanyak 50% dan 75% pada penggunaan tenaga dengan perbandingan senario Subtapak Butiran dengan gantian RCA 10% dan 15%, masing-masing. Ini membawa kepada peningkatan sebanyak 40% dan 80% emisi karbon monoksida (CO) bagi gantian RCA 10% dan 15% masing-masing, dan emisi karbon dioksida (CO2) 100% bagi kedua-dua senario alternatif.","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"8 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6000,"publicationDate":"2022-07-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"4","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"IIUM Engineering Journal","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v23i2.2367","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}
引用次数: 4
Abstract
Use of Recycled Concrete Aggregate (RCA) for Granular Subbase (GSB) in the tropical area is evaluated in this work. Among the materials widely studied as replacements in granular and surface layers is RCA. Its mechanical behavior in granular layers has mainly been evaluated with tests such as California Bearing Ratio (CBR). However, abrasion is also a determining property in the strength of these materials. In this study, the performance of Natural Aggregates (NA) with replacement of RCA was evaluated for use as GSB in a tropical area. Even though several laboratory tests were performed, the focus of the article lies on the performance in the Los Angeles (LA) abrasion test. Two replacement percentages of coarse RCA were considered: 10 and 15 % by weight of aggregates. The RCA and NA were characterized according to different laboratory tests: Granulometry, Absorption, Atterberg Limits test, Plasticity, Specific Gravity, and LA abrasion. In turn, all results were compared with Colombian specifications for a typical GSB in the area. In addition, a simple Life Cycle Assessment (LCA) was included to evaluate the environmental impacts of the base and alternative scenarios. The results show that GSB with 10% RCA present a higher abrasion resistance than the GSB with 15% RCA. Even better results are obtained with 10% RCA than with natural GSB. Specifically, average LA abrasion test losses of 30.86, 29.80 and 32.07% were obtained for NA, 10% RCA and 15% RCA, respectively. The LCA results show an increase of 50% and 75% in energy consumption by comparing the base scenario with 10 and 15% RCA replacement, respectively. This leads to an increase of 40 and 80% in carbon monoxide (CO) emissions for 10 and 15% RCA replacement respectively, and 100% in carbon dioxide (CO2) emissions for both alternative scenarios.
ABSTRAK: Penggunaan Agregat Konkrit Kitar Semula (RCA) bagi Subtapak Butiran (GSB) bagi kawasan tropika telah dikaji dalam kajian ini. Antara bahan yang banyak dikaji sebagai bahan ganti dalam butiran dan lapisan permukaan adalah RCA. Ciri-ciri mekanikal dalam lapisan butiran telah diuji, terutamanya dengan ujian seperti Nisbah Bearing California (CBR). Walau bagaimanapun, pelelasan juga merupakan ciri penting dalam menentukan ketahanan material. Kajian ini merupakan prestasi Agregasi Semulajadi (NA) dengan ganti RCA yang diuji bagi penggunaan GSB di kawasan tropika. Walaupun pelbagai ujian makmal telah dijalankan, fokus artikel ini terletak pada prestasi ujian pelelasan Los Angeles (LA). Dua gantian bagi peratus RCA kasar telah diambil kira: iaitu pada agregat berat 10% dan 15%. Ciri-ciri RCA dan NA dikategori berdasarkan pelbagai ujian lab yang pelbagai: Granulometri, Penyerapan, ujian Had Atterberg, Keplastikan, Graviti Tertentu dan Pelelasan LA. Kemudian, kesemua dapatan kajian dibandingkan dengan ciri-ciri Kolombia bagi ciri tipikal GSB di kawasan itu. Tambahan, Pentaksiran Kitar Hidup (LCA) yang ringkas dimasukkan bagi menilai impak terhadap alam terhadap penggunaanya pada pangkal bijirin dan pada senario alternatif. Dapatan kajian menunjukkan GSB yang menggunakan RCA 10% mempunyai rintangan lelasan tertinggi berbanding GSB dengan RCA 15%. Tambahan, dapatan kajian yang lebih baik didapati daripada RCA 10% berbanding GSB semula jadi. Terutama pada purata ujian lelasan LA telah mengalami penyusutan sebanyak 30.86, 29.80 dan 32.07% bagi NA, RCA 10% dan RCA 15%, masing-masing. Dapatan LCA menunjukkan peningkatan sebanyak 50% dan 75% pada penggunaan tenaga dengan perbandingan senario Subtapak Butiran dengan gantian RCA 10% dan 15%, masing-masing. Ini membawa kepada peningkatan sebanyak 40% dan 80% emisi karbon monoksida (CO) bagi gantian RCA 10% dan 15% masing-masing, dan emisi karbon dioksida (CO2) 100% bagi kedua-dua senario alternatif.
利用再生混凝土骨料(RCA)颗粒基层(GSB)在热带地区进行了评估。作为颗粒层和表面层的替代品,RCA是被广泛研究的材料之一。其在颗粒层中的力学行为主要通过加州承载比(CBR)等试验进行评价。然而,磨损也是这些材料强度的决定因素。本研究对天然骨料(NA)替代RCA作为GSB在热带地区的应用性能进行了评价。尽管进行了几个实验室测试,但本文的重点在于洛杉矶(LA)磨损测试中的性能。考虑了粗RCA的两个替代百分比:按骨料重量计的10%和15%。RCA和NA根据不同的实验室测试进行表征:粒度测定、吸收、阿特伯格极限测试、塑性、比重和LA磨损。然后,将所有结果与该地区典型GSB的哥伦比亚规格进行比较。此外,还包括一个简单的生命周期评估(LCA),以评估基本方案和备选方案的环境影响。结果表明,添加10% RCA的GSB比添加15% RCA的GSB具有更高的耐磨性。10% RCA比天然GSB效果更好。其中,NA、10% RCA和15% RCA的平均LA磨损试验损失分别为30.86%、29.80%和32.07%。LCA结果显示,与RCA替代量分别为10%和15%的基本方案相比,LCA的能耗增加了50%和75%。这将导致10%和15% RCA替代方案的一氧化碳(CO)排放量分别增加40%和80%,两种替代方案的二氧化碳(CO2)排放量分别增加100%。摘要:Penggunaan Agregat Konkrit Kitar Semula (RCA) bagi Subtapak Butiran (GSB) bagi kawasan tropika telah dikaji dalam kajian ini。Antara bahan yang banyak dikaji sebagai bahan ganti dalam butiran dan lapisan permukaan adalah RCA。Ciri-ciri mekanikal dalam lapisan butiran telah diuji, terutamanya dengan ujian seperti Nisbah Bearing California (CBR)。Walau bagaimanapun, pelelasan juga merupakan ciri penting dalam menentukan ketahanan材料。Kajian ini merupakan prestasi Agregasi Semulajadi (NA) dengan ganti RCA yang diuji bagi penggunaan GSB di kawasan tropika。Walaupun pelbagai ujian makmal telah dijalankan,焦点文章在terletak pada prestasi ujian pelelasan洛杉矶(LA)。Dua gantan bagi peratus RCA kasar telah diambil kira:合计10%和15%。中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院中科院实验室Kemudian, kesemua dapatan kajian dibandingkan dengan ciri-ciri哥伦比亚bagi ciri tipikal GSB di kawasan itu。Tambahan, Pentaksiran Kitar Hidup (LCA) yang ringkas, dimasukkan bagi menilai impak, terhadap, alam, terhadap, penggunaanya, pangkal, bijirin, danada,情景替代。杨Dapatan kajian menunjukkan’menggunakan RCA 10% mempunyai rintangan lelasan tertinggi berbanding’dengan RCA 15%。Tambahan, dapatan kajian yang lebih baik didapati daripada RCA 10% berbanding GSB semula jadi。Terutama pada purata ujian lelasan LA telah mengalami penyusutan sebanyak 30.86, 29.80 dan 32.07% bagi NA, RCA 10% dan RCA 15%, masing-masing。Dapatan LCA menunjukkan peningkatan sebanyak 50% dan 75% paada penggunaan tenaga dengan perbandingan senario Subtapak Butiran dengan gantian RCA 10% dan 15%, masing-masing。在不同的情景下,分别有40%和80%的碳排放(CO)、10%和15%的碳排放(CO2)、100%的碳排放(CO2)和100%的碳排放(CO2)。
期刊介绍:
The IIUM Engineering Journal, published biannually (June and December), is a peer-reviewed open-access journal of the Faculty of Engineering, International Islamic University Malaysia (IIUM). The IIUM Engineering Journal publishes original research findings as regular papers, review papers (by invitation). The Journal provides a platform for Engineers, Researchers, Academicians, and Practitioners who are highly motivated in contributing to the Engineering disciplines, and Applied Sciences. It also welcomes contributions that address solutions to the specific challenges of the developing world, and address science and technology issues from an Islamic and multidisciplinary perspective. Subject areas suitable for publication are as follows: -Chemical and Biotechnology Engineering -Civil and Environmental Engineering -Computer Science and Information Technology -Electrical, Computer, and Communications Engineering -Engineering Mathematics and Applied Science -Materials and Manufacturing Engineering -Mechanical and Aerospace Engineering -Mechatronics and Automation Engineering