Influence of nanosilica in the chloride binding capacity of sustainables ground blast furnace slag and metakaolin

• Published in: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (1983) 2024-05, Vol.63 (3), p.187-202
• Main Authors: Ruiz, Alberto Isaac, de la Rubia, Miguel Ángel, Moragues, Amparo, Reyes, Encarnación
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Chlorides durability; Durabilidad frente a cloruros; Escoria de alto molida; Ground blast furnace slag; Metacaolín; Metakaolin; Nanosilica; Nanosílice; Sostenibilidad; Sustainability
• ISSN: 0366-3175
• DOI: 10.1016/j.bsecv.2023.09.002

This work investigates the chloride binding capacity combine of two sustainable pozzolanic additions such as granulated blast furnace slag (G) and metakaolin (M) used in cement to decrease its carbon footprint. They are also combined with two nanosilicas with different specific surface area (O and A). Blends of alone M or G and with nanosilica are mixed in water with Ca(OH)2 and chloride (C) to compare chloride binding capacity of both in presence or not of nanosilica. Blends are analysed by XRD, FTIR, DTA–TG and chloride binding capacity is determined too by potentriometric titration with AgNO3. The addition of chlorides to both pozzolanic M and G indicates that M shows higher chloride binding capacity than G although very similar Friedel's salt formation, indicating a higher physisorbed chlorides contain. Chlorides addition meaningfully replaces carbonates in carboaluminates phases to form Friedel's salt, being this exchange higher for samples with M than for G blends. The combination of experimental techniques used in this study have shown that the effect of nanosilica addition to samples with M and G show an opposite effect in Friedel's salt formation, increasing for samples with G and decreasing for samples that contain M. Este trabajo investiga la capacidad de combinación de cloruros de dos adiciones puzolánicas sostenibles, como son la escoria granulada de alto horno (G) y el metacaolín (M), que se utilizan en el cemento para reducir su huella de carbono. Estas se combinan con dos nanosílices de diferente superficie específica (O y A). Mezclas de M y G solas y con nanosílice se mezclan en agua con Ca(OH)2 (CH) y cloruro Cl− (C) para comparar la capacidad combinación del cloruro. Las mezclas se analizan mediante DRX, FTIR y ATD-TG, y la capacidad de unión de cloruro también se determina mediante tritación potenciométrica con AgNO3. La adición de cloruros a las composiciones con M o G sin nanosílice indica que el M muestra una mayor capacidad de combinación de cloruros que la G, siendo la formación de sal de Friedel muy similar, lo cual indica un mayor contenido de cloruros fisisorbidos. La adición de cloruros reemplaza significativamente a los carbonatos de los carboaluminatos para formar la sal de Friedel, siendo este intercambio mayor para las muestras con M que para las mezclas con G. La combinación de las técnicas experimentales utilizadas en este estudio ha demostrado que el efecto de la adición de nanosílice a las mezclas con M y G muestra un e