Coal bottom ash characterization aiming the incorporation in cellular concrete

• Published in: Matéria 2021, Vol.26 (3)
• Main Authors: Pacheco, Fernanda, Moreira, Michael Anderson Bica, Kuwakowiski, Marlova Piva, Breh, Feliciane Andrade, Tutikian, Bernardo Fonseca
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING
• ISSN: 1517-7076; 1517-7076
• DOI: 10.1590/s1517-707620210003.13007

ABSTRACT Ahead of the incorporation of residues in concrete composition, there is a decline in the environmental impact of buildings. One of the goals of today’s development is the employment of low-impact energy sources, such as thermoelectric. Thermoelectric industries display a high rate of residues, among which is pointed out coal bottom ash (CBA) (15% total residues), which have density superior to fly ash and accumulates in silos. Considering this scenario, this paper assessed the incorporation feasibility of CBA in the composition of cellular concrete, replacing silica fume. This study comprehended CBA characterization and application. For such, it was performed a scanning electron microscope (SEM) associated with Energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis, laser granulometry, X-ray diffraction (XRD), X-ray efflorescence and density. Following the incorporation of the residues in cellular concrete in place of silica fume, it was performed compression strength analysis and SEM anew, evaluating the impact of CBA’s insertion in concrete’s microstructure. The XRD results are complementary to the other analyses. With SEM technique, it was observed the predominance of spherical-shape particles. The compressive strength of CBA concretes was superior to the reference concrete from 0,13 to 0,74MPa. RESUMO Diante da incorporação de resíduos no concreto, ocorre uma diminuição do impacto ambiental das edificações. Um dos objetivos do desenvolvimento atual é o emprego de fontes de energia de baixo impacto, como a cinzas pesadas de carvão (coal bottom ash, CBA) (15% resíduos totais), que possuem densidade superior às cinzas volantes e se acumulam nos silos. Diante desse cenário, o presente trabalho avaliou a viabilidade de incorporação da CBA na composição do concreto celular, em substituição à sílica ativa. Este estudo compreendeu a caracterização e aplicação da CBA. Para tal, foi realizada microscopia eletrônico de varredura (MEV) associado à análise de energia dispersiva (EDS), granulometria a laser, difração de raios X (DRX), eflorescência de raios X e densidade. Após a incorporação dos resíduos no concreto celular substituindo a sílica ativa, foi realizada análise de resistência à compressão e novamente MEV, avaliando o impacto da inserção da CBA na microestrutura do concreto. Os resultados de XRD são complementares às outras análises. Com a técnica SEM, observou-se a predominância de partículas com formato esférico. A resistência à compressão dos concret