Rheological properties and hydration of ternary cements containing clay brick, clay tile, marble, and phosphogypsum waste

Authors

Keywords:

Reologia, Hidratação, Resíduo de mármore, Resíduo cerâmico, Fosfogesso, Cimentos ternários.

Abstract

No research demonstrates the effect of combined waste raw materials as an alternative to natural sources in Limestone Calcined Clay Cement (LC3). In this context, this study aimed to evaluate the influence of the composition of ternary cements (TCs) containing industrial waste on their rheological and hydration properties. As raw materials, Portland cement and clay brick (CBW), clay tile (CTW), marble (MW), and phosphogypsum (PG) wastes were used. The rheological behaviour of the pastes was analysed by the mini-slump evolution over time and rotational rheometry. Hydration was evaluated by isothermal calorimetry and XRD/Rietveld. An increase in the specific surface area enhances the yield stress and plastic viscosity of the paste. CBW and CTW have pozzolanic reactivity, presenting an increase in the content of non-crystalline phases, including calcium silicate hydrate (C-S-H). The TCs reached at least 70% of the compressive strength of the High Early Strength Portland cement paste. The results suggest that CBW, CTW, MW and PG can be used as an alternative to reduce the clinker factor and decrease the environmental and economic impacts associated with extracting natural raw materials for cement production.

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Author Biographies

Ana Rita Damasceno Costa, Universidade Federal da Bahia

Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPEC) pela Universidade Federal da Bahia, engenheira civil e mestra pela mesma instituição, com intercâmbio acadêmico pelo Ciências sem Fronteiras (graduação sanduíche 2015-2016) na Technische Universität Kaiserslautern (Alemanha). Possui experiência em laboratório 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) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2005). Atualmente é professor associado da Escola Politécnica - Departamento de Construção e Estruturas da Universidade Federal da Bahia. Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Energia e Ambiente (UFBA) e Professor Permanente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (UFBA). Tem experiência na área de Engenharia Civil atuando principalmente nos seguintes temas: materiais e construção civil, tecnologia da construção, sistemas construtivos, materiais cimentíceos, cimentos ecoeficientes, nanotecnologia e novos materiais, infraestruturta para engenharia de petróleo, pastas de cimentação, meio ambiente e aproveitamento de resíduos sólidos.

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Published

2022-09-12

How to Cite

COSTA, A. R. D.; GONÇALVES, J. P. Rheological properties and hydration of ternary cements containing clay brick, clay tile, marble, and phosphogypsum waste. Ambiente Construído, [S. l.], v. 22, n. 4, 2022. Disponível em: https://seer.ufrgs.br/index.php/ambienteconstruido/article/view/120024. Acesso em: 24 jun. 2025.

Issue

Vol. 22 No. 4 (2022)

Section

Edição Especial sobre Aproveitamento de Resíduos na Construção

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ISSN 1678-8621

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