Utilização do teste rápido (R³) para avaliação da reatividade pozolânica do resíduo de bloco cerâmico como material cimentício suplementar
DOI:
https://doi.org/10.46421/enarc.v8i00.2934Palavras-chave:
Resíduo cerâmico, Materiais cimentícios suplementares, Reatividade pozolânica, Cimentos compostosResumo
A utilização de MCS alternativos como o Resíduo de Bloco Cerâmico (RBC) requer que o beneficiamento seja orientado pela reatividade do material. Nesse sentido, este estudo avaliou a influência do tamanho das partículas do RBC sobre a reatividade pozolânica. O RBC com cinco diferentes granulometrias foi comparado ao metacaulim, argila natural e resíduo de porcelanato (RP). A pozolanicidade foi avaliada pelo teste R3 aplicando calorimetria isotérmica e quantificação do teor de água combinada, além da resistência à compressão axial e DRX/Rietveld das pastas de cimentos compostos tipo CPII-Z e CPIV. A diminuição do diâmetro D90% do RBC de 33 para 11 µm aprimorou a reatividade pozolânica em 50%. Para diâmetro D90% abaixo de 11 µm, o incremento da reatividade (<2%) pode não compensar os custos associados ao prolongamento da moagem. Os resultados evidenciaram a importância do beneficiamento orientado pela reatividade, otimizando o potencial de reciclagem do RBC em cimentos compostos.
Referências
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 16697 - Cimento Portland - Requisitos. 2018.
ASTM. American Society for Testing and Materials. C1897 - Standard test methods for measuring the reactivity of supplementary cementitious materials by isothermal calorimetry and bound water measurements. West Conshohocken: 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1520/C1897-20
AVET, F.; SNELLINGS, R.; ALUJAS DIAZ, A.; BEN HAHA, M.; SCRIVENER, K. Development of a new rapid, relevant and reliable (R3) test method to evaluate the pozzolanic reactivity of calcined kaolinitic clays. Cement and Concrete Research, v. 85, p. 1–11, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2016.02.015
AWOYERA, P. O.; NDAMBUKI, J. M.; AKINMUSURU, J. O.; OMOLE, D. O. Characterization of ceramic waste aggregate concrete. HBRC Journal, v. 14, n. 3, p. 282–287, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.hbrcj.2016.11.003
BASTO, P. de A.; DE LIMA, V. E.; DE MELO NETO, A. Capability of R3 test to evaluate pozzolanicity of ground raw and calcined sugarcane bagasse ashes. Materials Today: Proceedings, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.04.048
BENEZET, J. C.; BENHASSAINE, A. Contribution of different granulometric populations to powder reactivity. Particuology, v. 7, n. 1, p. 39–44, 2009. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.partic.2008.07.023
BLACK, L. Low clinker cement as a sustainable construction material. In: Sustainability of Construction Materials. Elsevier, 2016. p. 415–457. Disponível em: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100370-1.00017-2
CHANG, Q.; LIU, L.; FAROOQI, M. U.; THOMAS, B.; ÖZKILIÇ, Y. O. Data-driven based estimation of waste-derived ceramic concrete from experimental results with its environmental assessment. Journal of Materials Research and Technology, v. 24, p. 6348–6368, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.04.223
CHERENE, M. G. P.; XAVIER, G. de C.; BARROSO, L. da S.; OLIVEIRA, J. de S. M.; AZEVEDO, A. R. G. de; VIEIRA, C. M.; ALEXANDRE, J.; MONTEIRO, S. N. Technological and microstructural perspective of the use of ceramic waste in cement-based mortars. Construction and Building Materials, v. 367, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130256
COSTA, A. R. D.; GONÇALVES, J. P. Accelerated carbonation of ternary cements containing waste materials. Construction and Building Materials, v. 302, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124159
COSTA, A. R. D.; GONÇALVES, J. P. Milling parameters and solid waste characterisation to use as supplementary cementitious materials. Ambiente Construído, v. 22, n. 4, p. 35–48, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.1590/s1678-86212022000400626
COSTA, A. R. D.; MATOS, S. R. C.; CAMARINI, G.; GONÇALVES, J. P. Hydration of sustainable ternary cements containing phosphogypsum. Sustainable Materials and Technologies, v. 28, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.susmat.2021.e00280
DE OLIVEIRA, J. S.; MACIEL, K. R. D.; DWECK, J.; ANDRADE, H. M. C.; GONÇALVES, J. P. Influence of milling of a reused FCC catalytic waste on the early hydration stages of a special class cement. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, v. 147, n. 4, p. 2923–2934, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s10973-021-10688-4
GONÇALVES, J. P.; TAVARES, L. M.; TOLEDO FILHO, R. D.; FAIRBAIRN, E. M. R. Performance evaluation of cement mortars modified with metakaolin or ground brick. Construction and Building Materials, v. 23, n. 5, p. 1971-1979, 2009. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2008.08.027
HE, Z.; SHEN, A.; WU, H.; WANG, W.; WANG, L.; YAO, C.; WU, J. Research progress on recycled clay brick waste as an alternative to cement for sustainable construction materials. Construction and Building Materials, v. 274, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.122113
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Pesquisa anual industrial - Dados do setor. Disponível em: https://sidra.ibge.gov.br/tabela/7752#/n1/all/v/214/p/last%201/c1264/51583,54758,54763,54764,54765/l/v,p+c1264,t/resultado.
ILIĆ, B.; RADONJANIN, V.; MALEŠEV, M.; ZDUJIĆ, M.; MITROVIĆ, A. Effects of mechanical and thermal activation on pozzolanic activity of kaolin containing mica. Applied Clay Science, v. 123, p. 173–181, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.01.029
LI, R.; LEI, L.; PLANK, J. Impact of metakaolin content and fineness on the behavior of calcined clay blended cements admixed with HPEG PCE superplasticizer. Cement and Concrete Composites, v. 133, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2022.104654
NAVRÁTILOVÁ, E.; ROVNANÍKOVÁ, P. Pozzolanic properties of brick powders and their effect on the properties of modified lime mortars. Construction and Building Materials, v. 120, p. 530–539, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.05.062
RAMANATHAN, S.; TUEN, M.; SURANENI, P. Influence of supplementary cementitious material and filler fineness on their reactivity in model systems and cementitious pastes. Materials and Structures/Materiaux et Constructions, v. 55, n. 5, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.1617/s11527-022-01980-2
SABIR, B. B.; WILD, S.; BAI, J. Metakaolin and calcined clays as pozzolans for concrete: a review. Cement and Concrete Composites, v. 23, n. 6, p. 441–454, 2001. Disponível em: https://doi.org/10.1016/S0958-9465(00)00092-5
TOLE, I.; DELOGU, F.; QOKU, E.; HABERMEHL-CWIRZEN, K.; CWIRZEN, A. Enhancement of the pozzolanic activity of natural clays by mechanochemical activation. Construction and Building Materials, v. 352, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128739
TOLEDO FILHO, R. D.; GONÇALVES, J. P.; AMERICANO, B. B.; FAIRBAIRN, E. M. R. Potential for use of crushed waste calcined-clay brick as a supplementary cementitious material in Brazil. Cement and Concrete Research, v. 37, n. 9, p. 1357-1365, 2007. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2007.06.005
ZHAO, Y.; GAO, J.; CHEN, G.; LI, S.; LUO, X.; XU, Z.; GUO, Z.; DU, H. Early-age hydration characteristics and kinetics model of blended cement containing waste clay brick and slag. Journal of Building Engineering, v. 51, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104360
ZHAO, Y.; GAO, J.; LIU, C.; CHEN, X.; XU, Z. The particle-size effect of waste clay brick powder on its pozzolanic activity and properties of blended cement. Journal of Cleaner Production, v. 242, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118521
ZUNINO, F.; SCRIVENER, K. The reaction between metakaolin and limestone and its effect in porosity refinement and mechanical properties. Cement and Concrete Research, v. 140, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106307