The recycling of industrial solid wastes has become an indispensable practice to the natural resource preservation, in the cost and environmental impact reduction. The utilization of alternative materials in the civil construction industry is attractive and correct way in terms of economy and environment. As result of that, the slag recycling as raw material in pavement, concrete and cement are already common practices, where the noblest use of this material depends on the existence of adequate characteristics to the proposed use. The foundry granulated slag is a waste generated in the process of cast iron production via cupola furnace. Previous studies have shown that this slag, with lower particle size, presents good pozzolanic properties. Also, its amorphous structure resulting from fast cooling linked to an adequate chemical composition may permit a noblest application of this solid waste, such as cement substitute. This work has the aim of studying the performance of concrete using foundry granulated slag as a partial substitute of cement, evaluating its mechanical properties. Concrete samples were molded with different combinations of slag amounts (10%, 30% and 50%) to partially substitute cement, and water/agglomerate (0,40; 0,55 0,70) rates. Such combinations were compared with the reference concrete (without slag). For each concrete age (7, 28 and 91 days) mechanical tests were carried out as uniaxial compressive strength, splitting tensile strength and flexural strength. The results have shown that the granulated slag present an adequate performance (mechanical properties) to the proposed application.

El reciclaje de residuos sólidos industriales se ha vuelto una práctica indispensable en la preservación de los recursos naturales, en la minimización de los costos y en la reducción del impacto ambiental. La utilización de materiales alternativos en la industria de la construcción civil es una práctica económicamente atractiva y ambientalmente correcta. Siendo así, el empleo de escorias como materia prima en carreteras, hormigón y cemento ya es una práctica corriente, en la cual, el destino más noble de estos materiales reciclables depende de la existencia de características adecuadas al uso propuesto. La escoria granulada de fundición (EGF) es un residuo generado en el proceso de fusión de chatarras de hierro fundido en horno cubilote. Estudios anteriores apuntaron que esta escoria, cuando es finamente molida, presenta buenas propiedades piroclásticas (de tipo pozzolana). Además, su estructura amorfa, resultante del proceso de generación a través del enfriamiento brusco y la composición química adecuada, permiten una aplicación más noble de este residuo, como sustituto del cemento. Este trabajo tiene como objetivo estudiar el desempeño de hormigones con la utilización de escoria granulada de fundición como sustitución de parte del cemento, a través de la evaluación de sus propiedades mecánicas. Para ello fueron moldeados cuerpos de prueba de hormigón con diferentes combinaciones de tenores de sustitución de cemento por escoria granulada de fundición (10%, 30% y 50%), en volumen, y relaciones agua/aglomerante (0,40; 0,55 0,70), a ser comparadas con el hormigón de referencia (sin EGF). Para cada edad de hormigón (7, 28 y 91 días) se realizaron ensayos mecánicos, tales como la resistencia a la compresión uniaxial, resistencia a la tracción por compresión diametral y resistencia a la tracción en la flexión. Resultados muestran que la escoria granulada de fundición presenta adecuado desempeño (propiedades mecánicas) en relación a la aplicación propuesta.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento da resistência à compressão, ao longo do tempo, em amostras de argamassas à base de cinzas volantes álcali-ativadas. Como ativador alcalino foi utilizada uma solução combinada de NaOH e Ca(OH)2. A cura das amostras foi realizada de duas formas distintas. Na primeira, as amostras foram mantidas em estufa à 70°C/12 h e à temperatura constante de 22°C em sala climatizada até a idade de ensaio. Apesar de serem obtidas resistências da ordem de 20 MPa nas primeiras 24 h, houve decréscimo da resistência a partir da idade de 7 dias. Verificado esse comportamento, um segundo método de cura foi adotado. Para isso, o traço utilizado para o preparo de novas argamassas foi o mesmo adotado no método anterior. Porém, foram submetidas à temperatura constante de 70°C até a idade de ensaio. Nesse caso, as amostras apresentaram decréscimo mais acentuado da resistência em menor espaço de tempo, quando comparado às amostras curadas no primeiro método. Como estudos complementares foram realizadas análises microestruturais da CV antes e depois da álcali-ativação, utilizando o MEV/EDS. Nas imagens microestruturais foi possível identificar três morfologias distintas nas pastas álcali-ativadas: uma composta de regiões com aspecto denso; outra apresentando partículas de cinzas volantes parcialmente solubilizadas; e outra mostrando a formação de produtos em forma de cristais aciculares. Porém, apenas o uso do MEV/EDS não foi suficiente para que se pudesse entender o mecanismo de reação deletéria provocada entre os ativadores alcalinos e a cinza volante. Portanto, trabalhos futuros deverão contemplar o uso de ferramentas auxiliares às adotadas nesse trabalho com o objetivo de esclarecer tal mecanismo deletério.

The main objective of this work was to evaluate over time the development of the compressive strength of alkali-activated fly ash mortars. A combined solution of NaOH and Ca(OH)2 was used as alkaline activator. The curing of the samples was carried out in two distinct ways. In the first one, samples were kept at 70°C during the first 12 hours after mixing and at 22°C afterwards, until the age of testing. Although compressive strengths of about 20 MPa were achieved during the first 24 hours, the strength started to decrease after 7 days. Considering this behaviour, a second method of curing was adopted. The mix proportions were the same as before, however the mortar samples were kept in an oven at 70°C until the age of testing. In this case, the compressive strength values decreased more significantly and in a shorter period of time, as compared to the results obtained for samples cured using the first method. Complementary studies were performed in order to better understand the observed reduction in compressive strength. Microstructural analyses of the fly ash, before and after the alkali-activation, have been carried out using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy-Dispersive Spectroscopy (EDS). It was possible to identify three different morphologies in the alkali-activated pastes: one composed by regions with dense aspect; other showing partially solubilised particles of fly ash; and a third showing the formation of products with a needle-like shape. The information provided by the SEM/EDS experiments was not enough to enable the complete understanding of the mechanism of the deleterious reaction that took place among the alkaline activators and the fly ash. Therefore, future studies should address this question by using additional analysis tools in order to clarify this deleterious mechanism.