Evaluation of the effect of nanosilica and recycled fine aggregate in Portland cement rendering mortars

• Published in: Revista IBRACON de estruturas e materiais Vol. 15; no. 5
• Main Authors: Lima, Geannina Terezinha dos Santos, Zaleski, Alessandra, Tambara Júnior, Luís Urbano Durlo, Rocha, Janaíde Cavalcante, Pelisser, Fernando, Gleize, Philippe Jean Paul
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: IBRACON - Instituto Brasileiro do Concreto 2022; Instituto Brasileiro do Concreto (IBRACON)
• Subjects: ENGINEERING, CIVIL; fine recycled aggregate; nanosilica; Portland cement paste; rendering mortars; rheology; Portland cement paste; rheology; argamassa de revestimento; fine recycled aggregate; rendering mortars; pasta de cimento Portland; reologia; nanosilica; agregado fino reciclado; nanossílica
• ISSN: 1983-4195; 1983-4195
• DOI: 10.1590/s1983-41952022000500009

ABSTRACT This paper evaluated the incorporation of nanosilica (NS) in rendering mortars produced with recycled fine aggregate (RFA). Initially, a study was carried out on cementitious pastes, replacing Portland cement with NS at levels of 0%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, and 1.0%. The samples were submitted to scattering, rheology, calorimetry, x-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and compressive strength analysis at 28 days. The results demonstrated that the pastes with 0.4% NS and 0.6% NS presented an increase in strength of 55% and 58%, respectively, due to a greater formation of calcium silicate hydrate (C-S-H), when compared with the reference paste. From that, the RFA samples were produced, replacing Portland cement with 0% NS, 0.4% NS, and 0.6% NS. At 28 days, mechanical performance, microstructure, and durability were evaluated by means of flexural strength and compression, scanning electron microscopy (SEM), dynamic elasticity module, and water absorption by capillarity. From the results, it was concluded that the RFA samples with 0.4% NS resulted in the optimal nanosilica content, increasing compressive strength values and reducing the sorptivity, in relation to the other mixtures. The SEM images suggest that NS reacted with portlandite formed of the cement hydration, improving the microstructural development of the samples. RESUMO Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a incorporação da nanossílica (NS) em argamassas de reboco produzidas com agregado fino reciclado (RFA). Inicialmente, foi realizado um estudo em pastas cimentícias substituindo o cimento Portland por NS nos teores de 0%, 0,4%, 0,6%, 0,8% e 1,0%. As amostras foram submetidas a análises de espalhamento, reologia, calorimetria, difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e resistência à compressão aos 28 dias. Os resultados demonstraram que as pastas com 0,4% NS e 0,6% NS apresentaram aumento de resistência de 55% e 58%, respectivamente, devido à maior formação de silicato de cálcio hidratado (C-S-H), quando comparada à pasta de referência. Diante disso, foram produzidas as amostras de RFA, substituindo o cimento Portland por 0% NS, 0,4% NS e 0,6% NS. Aos 28 dias, o desempenho mecânico, a microestrutura e a durabilidade foram avaliados por meio da resistência à flexão e compressão, microscopia eletrônica de varredura (MEV), módulo de elasticidade dinâmico e absorção de água por capilaridade. A partir dos resultados, concluiu-se que as amostras de RFA com 0,4% NS resultaram no teor ótimo de nanossílica, produzindo um aumento na resistência à compressão e redução na sorptividade de água, em relação às demais misturas. As imagens de MEV sugerem que NS reagiu com a portlandita formada a partir da hidratação do cimento, resultando em um enchimento eficiente dos poros do RFA, melhorando o desenvolvimento microestrutural das amostras.