Influence of particle size on the pozzolanic reactivity of waste clay brick accessed by R3 test

Authors

  • Roberta de Souza da Paixão Universidade Federal da Bahia
  • Vinícius Santos de Carvalho Universidade Federal da Bahia
  • Luanne Bastos de Britto Barbosa Universidade Federal da Bahia
  • Ana Rita Damasceno Costa Universidade Federal da Bahia
  • Jardel Pereira Gonçalves Universidade Federal da Bahia

Keywords:

Ceramic waste, Supplementary cementitious materials, Pozzolanic reactivity, Blended cements

Abstract

The inclusion of wastes of clay brick (WCB) as a supplementary cementitious material (SCM) demands a processing process guided by the reactivity of the material. In this sense, the present study evaluated the influence of particle size on the pozzolanic reactivity of WCB. WCB of five distinct particle size distributions was compared to metakaolin, natural clay, and waste of clay tile (WCT). The assessment of pozzolanicity was based on the R3 reactivity test, using isothermal calorimetry and quantification of bound water content, in addition to the compressive strength and analysis by XRD/Rietveld of composite cement pastes type CPII-Z and CPIV. Reducing the D90% diameter of the WCB from 33 to 11 µm promoted an increase of 50% in pozzolanic reactivity. However, for D90% diameters below 11 µm, the increase in reactivity (<2%) may not justify the costs associated with prolonging the grinding process. The results highlighted the feasibility of using the R³ test and the importance of beneficiation guided by reactivity, aiming to optimize the recycling potential of new materials in the production of composite cements.

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Author Biographies

Roberta de Souza da Paixão, Universidade Federal da Bahia

Possui graduação em Ciências Exatas e Tecnológicas e em Engenharia Civil, ambas pela Universidade Federal do Recôncavo da Bahia/UFRB (2019 e 2022, respectivamente). Já atuou como Diretora de Assuntos Estudantis e Representante Estudantil, no Diretório Acadêmico de Engenharia Civil e foi Assessora de comunicação no CREA Jr. Núcleo Cruz das Almas. Além disso, atuou como pesquisadora de iniciação científica pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB), desenvolvendo um estudo acerca do uso de subprodutos na produção de cimento Portland. Atualmente, é Mestranda pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal da Bahia (UFBA), desenvolvendo estudos acerca de novos materiais cimentícios.

Vinícius Santos de Carvalho, Universidade Federal da Bahia

Técnico em Edificações pelo SENAI-BA (2018). Engenheiro Civil pela Universidade Federal da Bahia (2021). Pós-graduado em Engenharia de Estruturas e Fundações. Atualmente, é Mestrando do Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil da UFBA (CONCEITO CAPES 5). Foi bolsista no Laboratório de Geotecnia da Escola Politécnica da UFBA como Estagiário de Engenharia Civil (2015) e de Iniciação Científica (2013). Trabalhou como pesquisador (Iniciação Científica) no Centro Tecnológico da Argamassa (2016), CETA-UFBA. Foi estagiário de Engenharia Civil na Coordenação de Planejamento, Projetos e Obras da SUMAI/UFBA (2018) e na Construtora TENDA S/A (2019/2021). Foi Técnico de Laboratório/Edificações na COGNA Educação - UNIME Lauro de Freitas. Atualmente é Coordenador dos Cursos de Engenharia do Centro Universitário UNIME-Lauro de Freitas e professor de Engenharia Civil na Mesma Instituição.

Luanne Bastos de Britto Barbosa, Universidade Federal da Bahia

Engenheira civil formada em 2017 pela Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC) no campus de Vitória da Conquista/BA. Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Bahia (UFBA) e especialista em Engenharia de Segurança do Trabalho. É ainda doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPEC) pela UFBA. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais de construção, atuando principalmente nos seguintes temas: álcali-ativados e geopolímero, materiais residuais como, material cimentício suplementar (MCS), durabilidade de materiais e manifestações patológicas em edificações.

Ana Rita Damasceno Costa, Universidade Federal da Bahia

Cientista no departamento de pesquisa e desenvolvimento em Tecnologia de Cimentos e Ligantes da Heidelberg Materials (Alemanha). Doutora pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPEC) da Universidade Federal da Bahia, engenheira civil e mestra pela mesma instituição, com intercâmbios acadêmicos na University of Leeds (doutorado sanduíche na Inglaterra pelo Programa Institucional de Internacionalização - PrInt/CAPES) e na Technische Universität Kaiserslautern (graduação sanduíche na Alemanha pelo Ciência sem Fronteiras - CSF/CAPES). Possui experiência na produção de cimentos alternativos e análise do seu desempenho, com enfoque na reutilização de resíduos, modelagem termodinâmica da composição e redução de impactos ambientais.

Jardel Pereira Gonçalves, Universidade Federal da Bahia

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana (1998), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000), doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro/COPPE (2005) e pós-doutorado na Missouri University of Science and Technology - USA (2022 - CAPES PRINT). Atualmente é Professor associado da Escola Politécnica - Departamento de Construção e Estruturas - Universidade Federal da Bahia, Coordenador do Centro Interdisciplinar em Energia e Ambiente (CIENAM), Professor Permanente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e do Programa de Pós-Graduação em Energia e Ambiente. Foi Chefe do Departamento de Construção e Estruturas da Escola Politécnica e Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Energia e Ambiente. Participou da ABNT - CE-018:100.005 - Comissão de Estudos de Cimento para Cimentação de Poços Petrolíferos (Revisão da NBR 9831 - Cimento Portland para poços petrolíferos: Requisitos e métodos de ensaio). Tem experiência na área de Engenharia Civil atuando principalmente nos seguintes temas: novos materiais, tecnologia da construção, sistemas construtivos, meio ambiente/risco ambiental, aproveitamento de resíduos sólidos, cimentos especiais, cimentos ecoeficientes, infraestrutura para engenharia de petróleo e pastas de cimentação.

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Published

2025-02-26

How to Cite

PAIXÃO, R. de S. da; CARVALHO, V. S. de; BARBOSA, L. B. de B.; COSTA, A. R. D.; GONÇALVES, J. P. Influence of particle size on the pozzolanic reactivity of waste clay brick accessed by R3 test. Ambiente Construído, [S. l.], v. 25, 2025. Disponível em: https://seer.ufrgs.br/index.php/ambienteconstruido/article/view/138325. Acesso em: 24 jun. 2025.

Issue

Vol. 25 (2025): Edições Especiais & Artigos

Section

Edição especial: os melhores artigos do ENARC 2023

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ISSN 1678-8621

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