RECTANGULAR CONCRETE BLOCKS FOR INTERLOCKING PAVING: USE OF SPENT FOUNDRY SAND AS A SUBSTITUTE FOR NATURAL SAND

Abstract

The foundry industry generates large quantities of spent foundry sand (SFS), a solid waste. The use of SFS as a substitute for natural sand is a more sustainable solution to address disposal issues. In this study, rectangular concrete blocks were developed for use in paving with total replacement of natural sand by SFS contaminated with phenolic resins. This allowed for an analysis of the influence of SFS on concrete properties. The SFS was characterized using X-ray diffraction, X-ray fluorescence, thermal analysis, and scanning electron microscopy. The blocks' mechanical and chemical properties demonstrate their technical feasibility and compliance with Brazilian pavement application regulations (compression strength > 50 MPa and water absorption < 6%). Therefore, this study suggests that producing rectangular concrete blocks with total sand replacement with SFS is a more sustainable, technically and economically feasible alternative.

A indústria de fundição gera grandes quantidades de resíduo de areia descartada de fundição (ADF). O uso de ADF como substituto da areia natural é uma solução mais sustentável para resolver problemas de descarte. Neste estudo, blocos retangulares de concreto foram desenvolvidos para uso em pavimentação com substituição total de areia natural por ADF contaminada com resinas fenólicas. Isso permitiu uma análise da influência do ADF nas propriedades do concreto. O ADF foi caracterizado usando difração de raios X, fluorescência de raios X, análise térmica e microscopia eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas e químicas dos blocos demonstram sua viabilidade técnica e conformidade com as regulamentações brasileiras de aplicação de pavimentos (resistência à compressão > 50 MPa e absorção de água < 6%). Portanto, este estudo sugere que a produção de blocos retangulares de concreto com substituição total de areia por ADF é uma alternativa mais sustentável, técnica e economicamente viável.

La arena de fundición gastada (AFG) es un residuo sólido generado en grandes cantidades por la industria de fundición. El uso de AFG como sustituto de la arena natural representa una solución más sostenible para abordar los problemas de disposición. En este estudio, se desarrollaron bloques de concreto rectangulares para su uso en pavimentación, reemplazando totalmente la arena natural por AFG contaminada con resinas fenólicas. Esto permitió analizar la influencia de la AFG en las propiedades del concreto. La AFG fue caracterizada mediante Difracción de Rayos X y Fluorescencia de Rayos X, análisis térmico y Microscopía Electrónica de Barrido. Las propiedades mecánicas y químicas de los bloques obtenidos demuestran su viabilidad técnica y conformidad con las normas reglamentarias brasileñas para aplicaciones en pavimentos (resistencia a la compresión > 50 MPa y absorción de agua < 6%). Por lo tanto, este estudio sugiere que la producción de bloques de concreto rectangulares con reemplazo total de arena por AFG es una alternativa más sostenible, técnica y económicamente viable.