Pre-industrial production of recycled ceramic tiles using construction and demolition waste: Exploring their technological feasibility

Annually, construction and demolition waste (CDW) represents one-third of the EU's waste generation. Due to its sheer volume and low-value applications, there is growing interest in its valorisation for new building products. One promising avenue is the incorporation of CDW in recycled ceramic tile production, though this remains largely unexplored at the pre-industrial level. This research examines the viability of pre-industrial-scale production of recycled ceramic tiles with a high content of CDW. CDW materials from a management plant, including ceramic waste (tiles) and mixed debris (construction ceramics and concrete), were processed to create compositions containing up to 10 wt% mixed debris. Virgin clay was added in different proportions, resulting in 55, 70, and 100 wt% CDW compositions. Results show that spray-dried characteristics allow tile production with up to 70 wt% recycled content. The compositions containing 70 and 55 wt% CDW were tested pre-industrially, fired at 1145–1155 °C. The 55 wt% CDW mixture achieves characteristics comparable to those of pre-industrial ceramic tiles, producing novel recycled products with high waste content. These tiles had a flexural strength of >41 N/mm 2 , surpassing the market standard for porcelain stoneware (35 N/mm 2 ), and water absorption of 12%, meeting wall tile specifications. An economic and environmental assessment highlights the benefits of using CDW in ceramic tiles, highlighting the potential for an environmentally responsible and resource-efficient approach within the tile industry, while minimising environmental impact and preserving natural resources. Anualmente, los residuos de construcción y demolición (RCD) representan un tercio de la generación de residuos de la Unión Europea. Debido a su gran volumen y a sus aplicaciones de bajo valor, existe un creciente interés en su valorización para nuevos productos de construcción. Una vía prometedora es la incorporación de RCD en la producción de baldosas cerámicas recicladas, aunque este proceso aún se encuentra en gran parte inexplorado a nivel pre-industrial. Este estudio investiga la viabilidad de producir baldosas cerámicas recicladas con un alto contenido de RCD a escala pre-industrial. Los materiales de RCD procedentes de una planta de gestión, incluyendo residuos cerámicos (baldosas) y escombros mixtos (cerámica de construcción y hormigón), se procesaron para crear composiciones con hasta un 10% en peso de material de escombro mixto, siendo el restante RCD principalmente compuesto por baldosa cerámica descartada. Se añadió arcilla virgen en diferentes proporciones, obteniendo composiciones con un 55, 70 y 100% en peso de RCD. Los resultados muestran que las características del secado por pulverización permiten la producción de baldosas en verde con hasta un 70% en peso de contenido reciclado. Las composiciones con un 70 y un 55% en peso de RCD se probaron pre-industrialmente, cocidas a 1145-1155 °C. La mezcla de RCD al 55% en peso logra características comparables a las de las baldosas cerámicas pre-industriales, lo que da lugar a nuevos productos reciclados con un alto contenido de residuos. Estas baldosas presentaron una resistencia a la flexión de >41 N/mm 2 , superando el estándar del mercado para el gres porcelánico (35 N/mm 2 ), y una absorción de agua del 12%, cumpliendo con las especificaciones para revestimientos. La evaluación económica y ambiental desarrollada destaca los beneficios del uso de RCD en baldosas cerámicas, demostrando el potencial de un proceso más sostenible y circular en la industria cerámica, a la vez que reduce el impacto ambiental y conserva los recursos vírgenes.