Effect of phosphoric acid molarity on acid-based geopolymers

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.5738

Keywords:

Geopolymers, Acid-based geopolymers, Phosphoric Acid, Metacaulim.Molarity

Abstract

Acid-activated geopolymeric matrices are innovative materials with properties as promising as those of alkaline geopolymers. Phosphoric acid is commonly employed in acid geopolymerization; however, its optimal molarity is not yet well established. This study investigates the effects of the liquid/solid ratio (0.2 - 0.4), the molar concentration of the acid activator (8 - 12 mol/L), and the curing temperature (25 / 60 °C) on the fabrication of geopolymer mortars made from metakaolin and natural sand. The pH was measured over time, and the compressive strength at 28 days was evaluated, with the highest observed strength being 10.56 MPa, corresponding to a pH of 2.98. The best strengths were found at intermediate molar concentrations, as an excess of acid negatively affected geopolymeric bonds. Thermal curing did not have a significant effect. These results suggest that phosphoric acid-activated geopolymeric matrices hold potential, but further studies on composition and mix design are needed to ensure competitive properties.

Author Biographies

Júlia Amaral Ribeiro Hippert, Universidade Federal de Juiz de Fora

Graduando em Engenharia Civil pela UFJF

Aldo Ribeiro de Carvalho , Universidade Federal de Ouro Preto

Engenheiro Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), mestre e doutorando em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), pós-graduado em Docência no Ensino Superior e Engenharia de Segurança do Trabalho pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Possui pesquisas e atividades acadêmicas relacionadas ao desempenho de edificações, patologias das construções, BIM aplicado à manutenção de empreendimentos, durabilidade do concreto e geopolímeros provenientes da ativação ácida. Atualmente é pesquisador do Grupo de Pesquisas de Cimentos Alcalinos Ativados (ATIVE - CNPq) da UFOP se dedicando ao estudos de matrizes de ativação ácida; também é membro do CIDENG - CNPq da mesma instituição.

Thaís Mayra de Oliveira, Universidade Federal de Juiz de Fora

Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal Fluminense. Professora Associada na Universidade Federal de Juiz de Fora (Juiz de Fora - MG, Brasil).

Guilherme Jorge Brigolini Silva, Universidade Federal de Ouro Preto

Bolsista de Produtividade em Pesquisa CNPq - PQ 2. Doutorado em Ciência dos Materiais pelo Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Minas da Universidade Federal de Minas Gerais (2011). Atualmente é professor Associado com dedicação exclusiva da Universidade Federal de Ouro Preto e professor no programa de Pós-graduação PROPEC e MECOM. Coordenador do Grupo de Pesquisas ATIVE - CNPq. Coordenador do Laboratório de Construção Civil - UFOP. 

Júlia Castro Mendes, Universidade Federal de Juiz de Fora

Professora adjunta na Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF). Doutora e Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) na área de matrizes cimentícias sustentáveis. Coordenadora do CIDENG-CNPq - Grupo de Pesquisa em Ciência de Dados aplicada à Engenharia. 

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Published

2024-10-07

How to Cite

HIPPERT, Júlia Amaral Ribeiro; CARVALHO , Aldo Ribeiro de; OLIVEIRA, Thaís Mayra de; SILVA, Guilherme Jorge Brigolini; MENDES, Júlia Castro. Effect of phosphoric acid molarity on acid-based geopolymers. In: NATIONAL MEETING OF BUILT ENVIRONMENT TECHNOLOGY, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. DOI: 10.46421/entac.v20i1.5738. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/5738. Acesso em: 23 nov. 2024.

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