Efeito da pré-molhagem do agregado nas propriedades das argamassas com agregado reciclado deconcreto e agregado leve

This paper examines the suitability of partially replacing natural aggregate, sand, (NA) with recycled concrete aggregate (RCA) or lightweight aggregate (LWA) in mortars, under the hypothesis that pre-wetting aggregates would produce improvement in mortar properties. Fresh mortar properties such as density, entrained air content, consistency and heat of hydration, as well as hardened mortar properties such as dry density, compressive and flexural strength, and dimensional instability at 0% and 100% saturation were determined. The results show that mortars made with natural aggregate (75%) and recycled concrete aggregate (25%) have similar properties to mortars made with only natural aggregate (100%) and that pre-wetting the aggregates does not influence the properties of mortars significantly. Therefore, partial replacement with recycled concrete aggregate is a viable alternative for producing mortar.Peer ReviewedPostprint (published version

Study of a cement with low environmental impact from sulfoaluminate clinker and phosphogypsum

A possibilidade de utilizar resíduos industriais como matéria-prima de produtos para a construção civil vem a cada ano ganhando mais importância no aspecto ambiental e tem também criado novos desafios tecnológicos. Além de evitar a degradação das áreas onde os resíduos normalmente são depositados, a valorização dos subprodutos tem por efeito a redução do consumo de matérias-primas virgens. Este artigo descreve um estudo no qual o fosfogesso, gerado pelas indústrias de produção de ácido fosfórico, foi empregado na formulação de um cimento em substituição total à gipsita. Buscou-se formular um cimento com baixo impacto ambiental (BIA) composto de mínimas quantidades de clínquer e máximas de fosfogesso. O clínquer empregado foi o sulfoaluminoso, caracterizado por necessitar de maiores quantidades de sulfato de cálcio em relação ao cimento Portland. Seis composições foram estudadas, cujas quantidades de fosfogesso e clínquer variaram entre 70-95% e 5-30%, respectivamente. A performance do BIA foi avaliada quanto à resistência mecânica e ensaios de durabilidade em argamassa padrão (NF EN 196-1). As interações entre fosfogesso e clínquer foram investigadas através da difração aos raios X (DRX) e análise térmica diferencial (DTA). Na análise da argamassa padrão, com a proporção de 1:3 (cimento:areia), a formulação composta por 30% de clínquer e 70% de fosfogesso apresentou resistência mecânica superior a 20 MPa aos 28 dias.The possibility of using industrial residues as raw materials for construction products has increased its importance for the environment and has also created new technological challenges. This article describes a study in which phosphogypsum, a by product of the phosphoric acid manufacturing industry, has been used for producing cement as a replacement for gypsum. The aim was to develop a cement with low environmental impact, with minimal consumption of clinker and maximum use of phosphogypsum (calcium sulfate). The sulfoaluminate clinker was used, which requires larger quantities of calcium sulfate in relation to Portland cement. Six combinations of phosphogypsum and clinker were tested, ranging between 70%-95% and 30%-5%, respectively. The performance of the low environmental impact was assessed, in terms of mechanical resistance, and durability tests for the standard mortar. (NF EN 196-1). The interactions between phosphogypsum and clinker were investigated by using XRD and DTA techniques. In the analysis of the standard mortar, with a proportion of 1:3 (cement: sand), the proportion of 70% phosphogypsum and 30% clinker resulted in a compressive strength higher than 20 MPa after 28 days

Estudo da gipsita e fosfogesso como fonte de sulfato de cálcio no cimento supersulfatado (CSS) frente ao ataque por sulfato

O cimento supersulfatado (CSS) se destaca por utilizar uma pequena ou quase nenhuma quantidade de clínquer (responsável pela alta liberação de CO2 na atmosfera na produção de cimento Portland - CP), e também, por apresentar boa resistência em ambientes com altas concentrações de sulfato. Neste trabalho foi verificada a variação dimensional das amostras de CSS (constituída por escória, gipsita ou fosfogesso como fonte de sulfato de cálcio), expostas à solução de sulfato de sódio, como proposto na NBR 13583 (ABNT/2014), comparando os resultados obtidos com os do CP. O ensaio de variação dimensional mostrou que a amostra de CP foi a que apresentou a maior expansão. Dentre as amostras de CSS, observou-se que a maior expansão foi observada naquela constituída por fosfogesso como fonte de sulfato de cálcio. As análises de microestrutura (DRX, DSC e MEV) identificaram etringita e gipsita como fases expansivas nas amostras de CP, que justifica a sua maior expansão dentre todas. No entanto, a maior expansão do CSS à base de fosfogesso foi atribuída ao maior tempo de formação da etringita e não à quantidade formada, mas que necessitaria de mais investigação para confirmar a hipótese.Palavras-chave: cimento supersulfatado, fosfogesso, gipsita, sulfato de sódio.

Development of Alkaline-Activated Self-Leveling Hybrid Mortar Ash-Based Composites

This study investigated the reactivity properties of self-leveling hybrid alkali-activated cements, such as ordinary Portland cement (OPC) and its residual precursors, coal bottom ash (BA), and rice husk ash (RHA). Due to the relatively low reactivity of BA, binary mixes were produced with OPC using contents of 2.5–30% in the treated BA samples. Furthermore, ternary mixes were prepared in proportions of 25%, 50%, and 75% with RHA as a replacement material for the OPC (mix with 90%:10% BA:OPC). For all of the mixes the spreading behaviors were fixed to obtain a self-levelling mortar, and dimensional changes, such as curling and shrinkage, were performed. Mortars with 30% OPC reached a compressive strength of 33.5 MPa and flexural strength of 7.53 MPa. A scanning electron microscope (SEM) and X-ray powder diffraction (XRD) were used to indicate the formation of N-A-S-H and a (N,C)-A-S-H gel, similar to the gel with trace of calcium. The best performance was achieved when the binary mix produced 10% OPC. A hybrid mortar of OPS-BA presented 10 times lower susceptibility to curling than an OPC mortar. The results showed that both ashes reduced the shrinkage and curling phenomena

Estudo de um cimento com baixo impacto ambiental (BIA) a partir do clínquer sulfoaluminoso e do fosfogesso

The possibility of using industrial residues as raw materials for construction products has increased its importance for the environment and has also created new technological challenges. This article describes a study in which phosphogypsum, a by product of the phosphoric acid manufacturing industry, has been used for producing cement as a replacement for gypsum. The aim was to develop a cement with low environmental impact, with minimal consumption of clinker and maximum use of phosphogypsum (calcium sulfate). The sulfoaluminate clinker was used, which requires larger quantities of calcium sulfate in relation to Portland cement. Six combinations of phosphogypsum and clinker were tested, ranging between 70%-95% and 30%-5%, respectively. The performance of the low environmental impact was assessed, in terms of mechanical resistance, and durability tests for the standard mortar. (NF EN 196-1). The interactions between phosphogypsum and clinker were investigated by using XRD and DTA techniques. In the analysis of the standard mortar, with a proportion of 1:3 (cement: sand), the proportion of 70% phosphogypsum and 30% clinker resulted in a compressive strength higher than 20 MPa after 28 days.A possibilidade de utilizar resíduos industriais como matéria-prima de produtos para a construção civil vem a cada ano ganhando mais importância no aspecto ambiental e tem também criado novos desafios tecnológicos. Além de evitar a degradação das áreas onde os resíduos normalmente são depositados, a valorização dos subprodutos tem por efeito a redução do consumo de matérias-primas virgens. Este artigo descreve um estudo no qual o fosfogesso, gerado pelas indústrias de produção de ácido fosfórico, foi empregado na formulação de um cimento em substituição total à gipsita. Buscou-se formular um cimento com baixo impacto ambiental (BIA) composto de mínimas quantidades de clínquer e máximas de fosfogesso. O clínquer empregado foi o sulfoaluminoso, caracterizado por necessitar de maiores quantidades de sulfato de cálcio em relação ao cimento Portland. Seis composições foram estudadas, cujas quantidades de fosfogesso e clínquer variaram entre 70-95% e 5-30%, respectivamente. A performance do BIA foi avaliada quanto à resistência mecânica e ensaios de durabilidade em argamassa padrão (NF EN 196-1). As interações entre fosfogesso e clínquer foram investigadas através da difração aos raios X (DRX) e análise térmica diferencial (DTA). Na análise da argamassa padrão, com a proporção de 1:3 (cimento:areia), a formulação composta por 30% de clínquer e 70% de fosfogesso apresentou resistência mecânica superior a 20 MPa aos 28 dias

Assessing the interactions of retarding admixtures and fine materials in long-term flowability of cement pastes

The incorporation of supplementary fine materials into mortars and concretes is a common strategy employed to enhance both their rheological and mechanical properties. While organic molecule-based admixtures are primarily utilized to regulate the setting time in pre-mixed concretes and mortars, their effects become more intricate in the presence of fine materials. This study delves into the interplay between flowability and setting times of cement pastes with 50 wt% of fines (basalt filler, fly ash and quartz filler) in place of cement and three organic admixtures at 0.5 % and 1.0 % (wt% of cement). The results unveil compelling insights: the incorporation of retarding additives proves notably advantageous, markedly decreasing viscosity and prolonging the initial stage of paste formation by as much as 305 h. Nevertheless, the efficacy of these additives diminishes significantly in the presence of fine particles, especially when utilizing basalt filler. This prompts an in-depth exploration into the intricate interactions transpiring between the fine materials and the setting retardants. The implications of these interactions underscore their pivotal role in refining the application of retarding additives in scenarios involving fine materials

Efecto del pH en la hidratación de cementos sulfoaluminosos-belíticos

Resumen del trabajo presentado a las I Jornadas de Jóvenes Científicos en Materiales de Construcción, celebradas en la Universidad Carlos III de Madrid del 18 al 19 de junio de 2018