Alkali-activation of metakaolin and blast furnace Portland cement blends / Alcali-ativação de blendas de cimento Portland de alto-forno e metacaulim

The addition of certain pozzolanic materials to Portland cement significantly changes the properties of the hardened matrix. If it has too high content of blast furnace slag, as the case of blast furnace Portland cements (BFPC), the early and late compressive strengths can be severely delayed or reduced. The objective this work was to investigate the potential of alkali-activation of BFPC and metakaolin (MK) blends by different types and contents of alkali-activators. The results clearly showed the influence of the MK pozzolanic activity and the type and content of activator used, in the development of compressive strengths of BFPC-MK blends. Microstructural analysis by SEM/EDS, DSC and XRD shown that the consumption of portlandite and the extra formation of C-S-(A)-H phases are the main positive effects registered. However, MK also promotes the formation of ettringite and unstable hydrated calcium aluminate phases, which, with the course of hydration, undergo a change in structure and volume loss, contributing to the reduction of final strengths. Content of 25% MK and 7.5% Na2SiO3 provided the best mechanical strength. The microstructures formed showed greater formation of ettringite, however there was also a reduction in portlandite and massive formation of C-S-H and C-S-(A)-H products

Microestrutura e propriedades físicas e mecânicas de cimento Portland tipo II álcali-ativado / Microstructure and physical and mechanical properties of alkali-activated type II Portland cement

A oportunidade gerada pela álcali-ativação de escórias granuladas de alto forno abriu perspectiva para ex-ploração desta tecnologia no tocante a outros materiais baseados no sistema SiO2-Al2O3-CaO. Apesar disso, poucos estudos evidenciam os efeitos da álcali-ativação nos cimentos Portland que contém adições de escó-ria ou de pozolana, e que elucidem o que ocorre, em termos de microestrutura e propriedades, se diferentes tipos e teores de álcalis forem utilizados. Este artigo apresenta um trabalho de investigação dos efeitos da álcali-ativação nos tempos de pega e na resistência à compressão de um tipo comercial de cimento Portland composto com escória de alto forno, e na microestrutura desenvolvida. Os resultados revelaram que a pega e o endurecimento podem ser acelerados até o ponto de serem instantâneos, e que resistências à compressão da ordem de 70% da resistência máxima prevista pelo fabricante, aos 28 dias de idade, podem ser alcança-das em menos de 24 horas. Contudo, as análises microestruturais por MEV, DRX e DSC, indicaram que a incorporação dos álcalis interfere significativamente na cinética das reações de hidratação, principalmente na formação do hidróxido de cálcio e das fases AFm e AFt, levando-as à alterações morfológicas e compo-sicionais anômalas, que podem ser instáveis e gerar o comprometimento da resistência mecânica, em idades mais tarde