Study of mechanical, durability and microstructural properties of cementitious composite with addition of different iron ore tailings from Brazil

Abstract

O Brasil é o segundo maior produtor global de minério de ferro do mundo. Consequentemente, é gerado um grande volume de rejeitos de minério de ferro (IOTs), o que está associado a impactos ambientais. Os IOTs apresentam potencial para serem utilizados como adição em compostos cimentícios, porém, poucos estudos avaliam como a heterogeneidade desse resíduo pode limitar sua utilização como material de construção. Assim, o presente estudo tem como objetivo avaliar se a heterogeneidade dos IOTs influencia nas propriedades mecânicas, de durabilidade e microestruturais quando adicionados ao compósito cimentício. Quatro amostras de IOTs de diferentes origens foram coletadas e adicionadas ao compósito cimentício com teor de adição de 40%. As propriedades mecânicas (resistência à compressão e módulo de elasticidade) e de durabilidade dos compósitos (absorção de água, porosidade, resistividade elétrica, carbonatação e pH da solução dos poros) foram correlacionadas com a microestrutura dos IOTs. Os resultados mostraram que os IOTs de diferentes minas exibiram diferentes propriedades físicas e composições químicas/mineralógicas. Além disso, quanto maior o grau de processamento do minério, menor a heterogeneidade, o teor de ferro e a gravidade específica. Embora as amostras de IOT sejam heterogêneas, esse tipo de rejeito pode ser utilizado como adição de carga em argamassas estruturais. A adição de IOT tende a melhorar as propriedades mecânicas e de durabilidade. A heterogeneidade influenciou mais significativamente as propriedades no estado fresco, durabilidade e propriedades microestruturais. A microestrutura da matriz de cimento tende a ser mais densa no IOT adicionado com maior teor de SSA e sílica. Foi observada maior porosidade em regiões próximas à zona de transição interfacial nas amostras com IOT mais grosseiro.