Corresponding Author: Gisleiva C.S. Ferreira Received on 05/05/2022 Accepted on 04/08/2022 DOI: https://doi.org/10.1590/1517-7076-RMAT-2022-0089 Influence of the cooling process on the physicochemical properties of ladle furnace slag, used in the replacement of Portland cement Influência do processo de resfriamento nas propriedades físico-químicas da escória de forno panela, utilizada na substituição do cimento Portland Tayná Fracão da Silva 1 , Marinara Andrade do Nascimento Moura 1 , Everton de Freitas Cordova de Souza 1 , Gisleiva Cristina dos Santos Ferreira 1,2 , Vanessa Ferreira Roche Pereira 2 1 Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. Rua Saturnino de Brito, 224, 13083-889, Campinas, SP, Brasil. 2 Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia. Rua Paschoal Marmo, 1888, 13484-332, Limeira, SP, Brasil. e-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] ABSTRACT Ladle furnace slag is a waste composed essentially of quicklime or hydrated lime, whose contents depend on the raw material and the cooling process that led to the slag batch. With this chemical composition, it is used by civil construction as a hydraulic binder in cement matrices. The chemical compounds mentioned are also present in Portland cement, which are part of the chemical reactions of hydration and hardening. However, the quality of LFS batches calls for attention to volume expansion caused by chemical compounds whose presence and content can be controlled by the cooling method adopted in the production. Considering the use of this material as a partial replacement for Portland cement, the objective of this study was the physicochemical characteriza- tion of LFS samples to evaluate the influence of the cooling method on its potential as a complementary binder in cementitious matrices. In this sense, 3 samples from different batches were analyzed and the effects of each cooling process. The results include analysis of specific mass, laser diffraction for particle size analysis, X-ray fluorescence and X-Ray Diffraction tests. It was verified that the sample obtained by slow cooling is the most suitable as binder, as it features less possibility of expansive chemical reactions and presents greater fineness. Keywords: Ladle furnace slag; Cooling process; Cement replacement; Sustainable binder; Waste recycling. RESUMO A escória de forno panela é um resíduo composto essencialmente por cal virgem ou cal hidratada, cujos teores dependem da matéria-prima e do processo de resfriamento que deu origem ao lote de escória. Com essa com- posição química, ela é utilizada pela construção civil como aglomerante hidráulico em matrizes cimentícias. Os compostos químicos citados também estão presentes no cimento Portland, que fazem parte das reações químicas de hidratação e endurecimento. No entanto, a qualidade dos lotes EFP requer atenção à expansão de volume, causada por compostos químicos cuja presença e teor pode ser controlada pelo método de resfriamento adotado na produção. Considerando o uso deste material em substituição parcial ao cimento Portland, o obje- tivo deste estudo foi a caracterização físico-química de amostras de EFP para avaliar a influência do método de resfriamento em seu potencial como aglomerante complementar em matrizes cimentícias. Neste sentido foram analisadas 3 amostras de diferentes lotes e os efeitos de cada processo de resfriamento. Os resultados incluem análise de massa específica, difração de laser para análise de tamanho de partícula, fluorescência de raios X e testes de difração de raios X. Verificou-se que a amostra obtida por resfriamento lento é a mais indicada como aglomerante, pois apresenta menor possibilidade de reações químicas expansivas e apresenta maior finura. Palavras-chave: Escória de forno panela; Processo de resfriamento; Substituição de cimento; Aglomerante sustentável; Resíduo reciclável. ISSN 1517-7076 articles e20220089, 2022
Influence of the cooling process on the physicochemical properties of ladle furnace slag, used in the replacement of Portland cement
Jun 20, 2023
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