Mechanical behavior and durability of mortars with quartzite and Portland cement after sulfate attack

Abstract

The residues of ornamental rocks, especially quartzite, cause great environmental impact. More impulse has been given to research on the recycling of these residues over the last years, particularly for use as aggregates in concrete and mortar. Nevertheless, the studies conducted so far do not mention the behavior of the mortar blended with aggregates coming from residues of ornamental rocks when under chemical attacks in sulfate-rich environment. Thus, in the present study it was sought to add quartzite residues to the mortar, verifying its mechanical behavior and its durability when attacked by sodium sulfate (Na2SO4). The durability of the mortar blended with quartzite residues under sulfate attack was evaluated by the dimensional variation of the test specimens when immersed in sodium sulfate solution, according to the methodology of the NBR 13583 standard. Were used the following complementary techniques: simple compressive strength, X-ray diffraction and thermogravimetric and differential analysis. From the tests, it was verified that the mortars, after attack of sodium sulfate, presented dimensional expansions superior to 0.06%, as well as increased mechanical strength. Therefore, although it was found that the specimens incorporated with quartzite residues were attacked by sulfate, it was observed that it was not able to form sufficient secondary ettringite to mechanically damage the specimens submitted to the sodium sulfate attack.

Poder de mitigação da cinza de casca de arroz ao ataque por sulfatos em argamassas confeccionadas com resíduos de scheelita

“…Os íons sulfatos (SO [8][9]. Estes compostos alteram a estrutura porosa das argamassas devido a pressão da cristalização dos sais formados, causando expansão ou contração volumétrica da estrutura, o que pode causar fissuras e degradação mecânica [10][11][12].…”

“…As adições minerais em argamassas podem influenciar decisivamente no comportamento destas quando em ambiente sulfatado devido às alterações que são desencadeadas na porosidade do material, como também, pela constituição química da adição mineral que pode ou não favorecer o desenvolvimento das reações de sulfato [8][9][10][11][12].…”

Avaliação da reatividade ao ataque químico de resíduo oriundo da mineração da scheelita utilizado como agregado em argamassas cimentícias

“…Os íons sulfatos (SO FILHO, et al, 2015;OUYANG, et al, 2014). Esses compostos alteram a estrutura porosa das argamassas em razão da pressão da cristalização dos sais formados, causando expansão ou contração volumétrica da estrutura, o que pode causar fissuras e degradação mecânica (ROZIÈRE, et al, 2009;MEHTA, et al, 2008;BARROS et al, 2019). Logo, é crucial estudar a reatividade dos agregados oriundos de resíduos da mineração de scheelita em relação aos sulfatos para que se possa fazer uso em argamassas para emprego na construção civil.…”

Sulfate Resistance in Cements Bearing Ornamental Granite Industry Sludge

“…The former reported higher and the latter lower sulfate resistance. In that same vein, the scant research focusing on the durability of mortars containing (<25 wt%) ornamental marble [23,31] or (<15 wt%) quartzite sludge [32] found that sulfate resistance was enhanced with the use of marble, whereas no decline in expansion was observed for quartzite.…”