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Comportamento do cimento supersulfatado (CSS) obtido a partir de escórias de alto forno geradas a carvão vegetal e mineral e sujeito à cura térmica
RESUMO O uso de escórias de alto forno (EAF) como matéria-prima em cimento Portland (CP) tem sido considerado há décadas visando à redução da emissão de CO2 e da exploração de reservas de calcário e argila envolvidos na produção do clínquer. Recentemente, o interesse por cimentos isentos ou com baix...
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Published in: | Matéria 2020, Vol.25 (1) |
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creator | Beutler, Cheila Sirlene Luz, Caroline Angulski da Bonini, Janaina Sartori |
description | RESUMO O uso de escórias de alto forno (EAF) como matéria-prima em cimento Portland (CP) tem sido considerado há décadas visando à redução da emissão de CO2 e da exploração de reservas de calcário e argila envolvidos na produção do clínquer. Recentemente, o interesse por cimentos isentos ou com baixo teor de clínquer tem crescido, como é o caso de cimentos supersulfatados (CSS), os quais são compostos majoritariamente por escórias de alto forno, em até 90%. As características químicas exigidas para a escória para uso em CSS, no entanto, não são as mesmas exigidas para uso em CP. Uma das características mais importantes das escórias é a relação do teor de CaO e SiO2. Escórias geradas em fornos a carvão vegetal, apresentam relação CaO/SiO2 baixa, sendo assim consideradas ácidas e aquelas geradas em fornos a carvão mineral são consideradas básicas. Este trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento do CSS obtido de duas escórias, A e B, geradas em fornos a carvão vegetal e mineral. A cura térmica também foi empregada como forma de intensificar a cinética de hidratação e aumentar as propriedades mecânicas. Os resultados mostraram que, embora ambas as escórias atendessem às condições estipuladas pela norma europeia (EN 15743), a B se mostrou mais adequada para uso em CSS. Através da cura térmica à 40 °C, foi possível aumentar a formação de silicato de cálcio hidratado (CSH) e consequentemente a resistência mecânica do CSS feito com escória A. O menor teor de cálcio da escória A foi a provável causa da sua baixa reatividade.
ABSTRACT The use of blast furnace slag (BFS) as a raw material in Portland cement (PC) has been considered for decades to reduce CO2 emissions and the exploitation of limestone and clay reserves involved in clinker production. Recently, interest in free or low clinker cements has grown, such as supersulfated cements (SSC), which are composed mostly of blast furnace slag, up to 90%. The chemical characteristics required for slag for use in SSC, however, are not the same as those required for use in PC. One of the most important characteristics of the slag is the ratio of the CaO and SiO2 content. Slags generated in charcoal kilns have a low CaO/SiO2 ratio and are considered acidic and those generated in coal kilns are considered basic. This study aims to evaluate the behavior of SSC obtained from two slag, A and B, generated in kilns with charcoal and mineral. Thermal curing was also used to improve the hydration kinetics and mechanical p |
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ABSTRACT The use of blast furnace slag (BFS) as a raw material in Portland cement (PC) has been considered for decades to reduce CO2 emissions and the exploitation of limestone and clay reserves involved in clinker production. Recently, interest in free or low clinker cements has grown, such as supersulfated cements (SSC), which are composed mostly of blast furnace slag, up to 90%. The chemical characteristics required for slag for use in SSC, however, are not the same as those required for use in PC. One of the most important characteristics of the slag is the ratio of the CaO and SiO2 content. Slags generated in charcoal kilns have a low CaO/SiO2 ratio and are considered acidic and those generated in coal kilns are considered basic. This study aims to evaluate the behavior of SSC obtained from two slag, A and B, generated in kilns with charcoal and mineral. Thermal curing was also used to improve the hydration kinetics and mechanical properties. The results showed that, although both slags met the standard limits of (EN 15743), the B was more suitable for use in SSC. Using thermal cure at 40 °C, it was possible to increase the formation of calcium silicate hydrate (CSH) and consequently the mechanical resistance of the SSC made with slag A. The lower calcium content of slag A was the probable cause of its low reactivity.</description><identifier>ISSN: 1517-7076</identifier><identifier>EISSN: 1517-7076</identifier><identifier>DOI: 10.1590/s1517-707620200001.0897</identifier><language>por</language><publisher>Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2</publisher><subject>CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY ; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY ; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING</subject><ispartof>Matéria, 2020, Vol.25 (1)</ispartof><rights>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.</rights><oa>free_for_read</oa><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed><cites>FETCH-LOGICAL-c2067-f32dc5c9b68c850085b7bcf208c2c2792790afbff66527f5ec67b7e89bd5fc03</cites><orcidid>0000-0001-5828-3670 ; 0000-0002-8007-1620 ; 0000-0003-1252-1893</orcidid></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><link.rule.ids>230,314,780,784,885,4022,24148,27921,27922,27923</link.rule.ids></links><search><creatorcontrib>Beutler, Cheila Sirlene</creatorcontrib><creatorcontrib>Luz, Caroline Angulski da</creatorcontrib><creatorcontrib>Bonini, Janaina Sartori</creatorcontrib><title>Comportamento do cimento supersulfatado (CSS) obtido a partir de escórias de alto forno geradas a carvão vegetal e mineral e sujeito à cura térmica</title><title>Matéria</title><addtitle>Matéria (Rio J.)</addtitle><description>RESUMO O uso de escórias de alto forno (EAF) como matéria-prima em cimento Portland (CP) tem sido considerado há décadas visando à redução da emissão de CO2 e da exploração de reservas de calcário e argila envolvidos na produção do clínquer. Recentemente, o interesse por cimentos isentos ou com baixo teor de clínquer tem crescido, como é o caso de cimentos supersulfatados (CSS), os quais são compostos majoritariamente por escórias de alto forno, em até 90%. As características químicas exigidas para a escória para uso em CSS, no entanto, não são as mesmas exigidas para uso em CP. Uma das características mais importantes das escórias é a relação do teor de CaO e SiO2. Escórias geradas em fornos a carvão vegetal, apresentam relação CaO/SiO2 baixa, sendo assim consideradas ácidas e aquelas geradas em fornos a carvão mineral são consideradas básicas. Este trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento do CSS obtido de duas escórias, A e B, geradas em fornos a carvão vegetal e mineral. A cura térmica também foi empregada como forma de intensificar a cinética de hidratação e aumentar as propriedades mecânicas. Os resultados mostraram que, embora ambas as escórias atendessem às condições estipuladas pela norma europeia (EN 15743), a B se mostrou mais adequada para uso em CSS. Através da cura térmica à 40 °C, foi possível aumentar a formação de silicato de cálcio hidratado (CSH) e consequentemente a resistência mecânica do CSS feito com escória A. O menor teor de cálcio da escória A foi a provável causa da sua baixa reatividade.
ABSTRACT The use of blast furnace slag (BFS) as a raw material in Portland cement (PC) has been considered for decades to reduce CO2 emissions and the exploitation of limestone and clay reserves involved in clinker production. Recently, interest in free or low clinker cements has grown, such as supersulfated cements (SSC), which are composed mostly of blast furnace slag, up to 90%. The chemical characteristics required for slag for use in SSC, however, are not the same as those required for use in PC. One of the most important characteristics of the slag is the ratio of the CaO and SiO2 content. Slags generated in charcoal kilns have a low CaO/SiO2 ratio and are considered acidic and those generated in coal kilns are considered basic. This study aims to evaluate the behavior of SSC obtained from two slag, A and B, generated in kilns with charcoal and mineral. Thermal curing was also used to improve the hydration kinetics and mechanical properties. The results showed that, although both slags met the standard limits of (EN 15743), the B was more suitable for use in SSC. Using thermal cure at 40 °C, it was possible to increase the formation of calcium silicate hydrate (CSH) and consequently the mechanical resistance of the SSC made with slag A. The lower calcium content of slag A was the probable cause of its low reactivity.</description><subject>CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY</subject><subject>MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY</subject><subject>METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING</subject><issn>1517-7076</issn><issn>1517-7076</issn><fulltext>true</fulltext><rsrctype>article</rsrctype><creationdate>2020</creationdate><recordtype>article</recordtype><recordid>eNplkc1KxDAQx4MouK4-gznqYddpapv2KMUvEDzs3sM0TZYsbVOSdsEn8Sp48uwj9MVMWZEFh4H5zwy_GZgh5DKCZZTkcOOjJOILDjxlwCBYtIQs50dk9tc4PtCn5Mz7LUAa3zKYkffCNp11PTaq7S2tLJVmL_3QKeeHWmOPoXxVrFbX1Ja9CQnSDl1vHK0UVV6O386gnxKsA6mtay3dKIdVqCKV6Hbjp6U7tVE91lTRxrShOyk_bJUJzPhB5eCQ9uOXa4zEc3Kisfbq4jfOyfrhfl08LV5eH5-Lu5eFZJDyhY5ZJROZl2kmswQgS0peSs0gk0wyngcH1KXWaZowrhMlU15yleVllWgJ8Zws92O9NKq2YmsH14Z9YjUdTBxeFSBmPAB8D0hnvXdKi86ZBt2biEBM_xD-Hymmf8Q_29eA3A</recordid><startdate>2020</startdate><enddate>2020</enddate><creator>Beutler, Cheila Sirlene</creator><creator>Luz, Caroline Angulski da</creator><creator>Bonini, Janaina Sartori</creator><general>Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2</general><scope>AAYXX</scope><scope>CITATION</scope><scope>GPN</scope><orcidid>https://orcid.org/0000-0001-5828-3670</orcidid><orcidid>https://orcid.org/0000-0002-8007-1620</orcidid><orcidid>https://orcid.org/0000-0003-1252-1893</orcidid></search><sort><creationdate>2020</creationdate><title>Comportamento do cimento supersulfatado (CSS) obtido a partir de escórias de alto forno geradas a carvão vegetal e mineral e sujeito à cura térmica</title><author>Beutler, Cheila Sirlene ; Luz, Caroline Angulski da ; Bonini, Janaina Sartori</author></sort><facets><frbrtype>5</frbrtype><frbrgroupid>cdi_FETCH-LOGICAL-c2067-f32dc5c9b68c850085b7bcf208c2c2792790afbff66527f5ec67b7e89bd5fc03</frbrgroupid><rsrctype>articles</rsrctype><prefilter>articles</prefilter><language>por</language><creationdate>2020</creationdate><topic>CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY</topic><topic>MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY</topic><topic>METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING</topic><toplevel>online_resources</toplevel><creatorcontrib>Beutler, Cheila Sirlene</creatorcontrib><creatorcontrib>Luz, Caroline Angulski da</creatorcontrib><creatorcontrib>Bonini, Janaina Sartori</creatorcontrib><collection>CrossRef</collection><collection>SciELO</collection><jtitle>Matéria</jtitle></facets><delivery><delcategory>Remote Search Resource</delcategory><fulltext>fulltext</fulltext></delivery><addata><au>Beutler, Cheila Sirlene</au><au>Luz, Caroline Angulski da</au><au>Bonini, Janaina Sartori</au><format>journal</format><genre>article</genre><ristype>JOUR</ristype><atitle>Comportamento do cimento supersulfatado (CSS) obtido a partir de escórias de alto forno geradas a carvão vegetal e mineral e sujeito à cura térmica</atitle><jtitle>Matéria</jtitle><addtitle>Matéria (Rio J.)</addtitle><date>2020</date><risdate>2020</risdate><volume>25</volume><issue>1</issue><issn>1517-7076</issn><eissn>1517-7076</eissn><abstract>RESUMO O uso de escórias de alto forno (EAF) como matéria-prima em cimento Portland (CP) tem sido considerado há décadas visando à redução da emissão de CO2 e da exploração de reservas de calcário e argila envolvidos na produção do clínquer. Recentemente, o interesse por cimentos isentos ou com baixo teor de clínquer tem crescido, como é o caso de cimentos supersulfatados (CSS), os quais são compostos majoritariamente por escórias de alto forno, em até 90%. As características químicas exigidas para a escória para uso em CSS, no entanto, não são as mesmas exigidas para uso em CP. Uma das características mais importantes das escórias é a relação do teor de CaO e SiO2. Escórias geradas em fornos a carvão vegetal, apresentam relação CaO/SiO2 baixa, sendo assim consideradas ácidas e aquelas geradas em fornos a carvão mineral são consideradas básicas. Este trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento do CSS obtido de duas escórias, A e B, geradas em fornos a carvão vegetal e mineral. A cura térmica também foi empregada como forma de intensificar a cinética de hidratação e aumentar as propriedades mecânicas. Os resultados mostraram que, embora ambas as escórias atendessem às condições estipuladas pela norma europeia (EN 15743), a B se mostrou mais adequada para uso em CSS. Através da cura térmica à 40 °C, foi possível aumentar a formação de silicato de cálcio hidratado (CSH) e consequentemente a resistência mecânica do CSS feito com escória A. O menor teor de cálcio da escória A foi a provável causa da sua baixa reatividade.
ABSTRACT The use of blast furnace slag (BFS) as a raw material in Portland cement (PC) has been considered for decades to reduce CO2 emissions and the exploitation of limestone and clay reserves involved in clinker production. Recently, interest in free or low clinker cements has grown, such as supersulfated cements (SSC), which are composed mostly of blast furnace slag, up to 90%. The chemical characteristics required for slag for use in SSC, however, are not the same as those required for use in PC. One of the most important characteristics of the slag is the ratio of the CaO and SiO2 content. Slags generated in charcoal kilns have a low CaO/SiO2 ratio and are considered acidic and those generated in coal kilns are considered basic. This study aims to evaluate the behavior of SSC obtained from two slag, A and B, generated in kilns with charcoal and mineral. Thermal curing was also used to improve the hydration kinetics and mechanical properties. The results showed that, although both slags met the standard limits of (EN 15743), the B was more suitable for use in SSC. Using thermal cure at 40 °C, it was possible to increase the formation of calcium silicate hydrate (CSH) and consequently the mechanical resistance of the SSC made with slag A. The lower calcium content of slag A was the probable cause of its low reactivity.</abstract><pub>Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2</pub><doi>10.1590/s1517-707620200001.0897</doi><orcidid>https://orcid.org/0000-0001-5828-3670</orcidid><orcidid>https://orcid.org/0000-0002-8007-1620</orcidid><orcidid>https://orcid.org/0000-0003-1252-1893</orcidid><oa>free_for_read</oa></addata></record> |
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