Mortars Properties Obtained by Partial Replacement of Portland Cement by Ground Waste Calcined Clay Bricks

This work describes the results of an investigation on the possible applications of ground waste calcined clay bricks (WCB) for use as an active partial replacement for Portland cement in mortars. The investigation has been carried out using a full factorial design for experimental design. For the study, the physical and mechanical properties along their durability of mortar produced with WCB were investigated and the results presented. Mortar mixtures were prepared using WCB as the partial replacement of Portland cement at the level 10%, 20% and 30 wt.% with water/cement ratios of 0.45, 0.55 and 0.65. The necessary data for establishing a mix proportion design and a quality control method are obtained. Properties of fresh (consistency index and specific gravity) and hardened (7-day, 28-day and 120-day compressive strength, 28-day water absorption and 28-day alkali content) mortars were evaluated on specimens. Such statistical modeling is discussed against qualitative X-ray diffraction and microstructures of some selected samples were studied using SEM. Several empirical equations, surface and contour plots for the physicalmechanical properties of fresh and hardened recycled mortar with WCB as replacement content were obtained via regression analysis. The influence of level of WCB on the properties has been established, and its suitability for use in a mortar application has been assessed. The consistency decreased in parallel to an increase in the proportion of WCB. Specific gravity of mortars was far lower than that of normal no replacement mortars. A given 28-day compressive strength (21 MPa to 37 MPa) can be achieved at several water/cement ratio and the replacement contents up to 30 wt. %, thus producing na economical mixture mortar with WCB and lower cement Portland content. XRD and SEM analyses results indicated the presence of quartz, calcite, ettringite, portlandite, and silicates in recycled mortars.Este trabalho apresenta os resultados da investigação do uso de rejeitos particulados de tijolos (RPT) na forma de pó, proveniente de tijolos de cerâmica vermelha, como substituinte parcial do cimento Portland, na produção de argamassas para construção civil. O estudo foi realizado adotando-se o projeto fatorial completo 32 acoplado com técnicas de metodologia de superfícies de resposta. Foram preparadas argamassas usando RPT em níveis de 10%, 20% e 30% (em massa), em substituição ao cimento Portland, com os níveis de relação água/cimento de 0,45, de 0,55 e 0,65. As misturas foram curadas por períodos de 7, 28 e 120 dias. As propriedades das argamassas contendo RPT no estado fresco foram avaliadas: massa específica e índice de consistência. As propriedades avaliadas das argamassas com RPT no estado endurecido foram: resistência à compressão (7, 28 e 120 dias), absorção de água aos 28 dias e teor de álcalis (CaCO3) aos 28 dias. Os resultados obtidos através da metodologia estatística foram confrontados com as análises de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) de amostras selecionadas. Foram obtidas equações empíricas, gráficos de superfície de resposta e de contorno para as propriedades físico-mecânicas das argamassas com RPT no estado fresco e endurecido, por meio de análise de regressão. A consistência diminuiu linearmente com o aumento da quantidade de RPT incorporado em substituição ao cimento Portland. A massa específica das argamassas contendo RPT foi menor do que na argamassa sem RPT. Foi possível obter argamassas com resistências à compressão aos 28 dias de 21 MPa a 37 MPa para vários níveis de relação água/cimento em até 30 % de substituição de cimento Portland por RPT. Dessa forma, é possível produzir argamassas econômica e ambientalmente viáveis, a partir da substituição parcial de cimento Portland por RPT, nas dosagens estudadas. As análises de DRX e de MEV indicaram a presença do quartzo, da calcita, da etringita, da portlandita, silicatos e porosidade em amostras de argamassas selecionadas, de modo que foi possível relacionar as mesmas com a resistência à compressão das argamassas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio