Magnesium phosphate cement are materials prepared by reacting magnesium oxide with water-soluble phosphates such as mono-ammonium dihydrogen phosphate, which solidified at ambient temperature through the formation of hydrated phases in the material. However, MgO has a high reactivity and requires calcination to reduce its surface area, facilitating the practical application of magnesium phosphate cement. Because it is a process with large energy consumption, the sintering cost is very high when implemented at a large scale. Since the final stages of solid-state reaction are rarely reached, the addition of some components is beneficial from a calcination point of view, as they can lead to the formation of low melting liquid phases. In this study, effects of the inorganic activation of MgO on the properties of cements in terms of phase formation, microstructure, setting time, pore size distribution and mechanical properties were evaluated. The additivation considerably improved the properties of MgO powders, and Na2O-PbO-SiO2-Bi2O3-B2O3 was the most efficient additive to reduce de BET surface area (about 5-6 times). Cements produced using doped MgO without calcination at high temperatures or the use of higher levels of retarding and dispersing additives, showed better physical (porosity approximately 5 times lower and density approximately 38% higher) and mechanical properties (approximately 9 times higher) than the pastes produced with MgO calcined without additives (traditional method).

Resumo A carbonatação tem sido alvo de preocupação de construtores e pesquisadores, pois, ao diminuir o pH da solução intersticial do concreto, pode favorecer a despassivação e posterior corrosão das armaduras do concreto armado. Dentre os fatores que influenciam a carbonatação está a utilização de materiais pozolânicos, como o metacaulim. Entretanto, não há um consenso quanto à contribuição positiva ou negativa da presença destas adições. O presente trabalho avaliou a influência do metacaulim nas propriedades mecânicas, na porosidade e, principalmente, na carbonatação do concreto, a partir da adição de 0%, 5%, 10% e 15% de metacaulim, em relação à massa do cimento. De acordo com os resultados obtidos, observou-se que a adição de metacaulim, apesar de não ter influenciado significativamente na porosidade, conferiu ao concreto uma maior resistência à compressão axial, uma diminuição da absorção capilar e retardou o avanço da frente de carbonatação no concreto.

Abstract Carbonation has been a concern of constructors and researchers because, by lowering the pH of the interstitial solution of the concrete, it can favor the post-deposition and subsequent corrosion of reinforced concrete reinforcement. Among the factors that influence carbonation is the use of pozzolanic materials, such as metakaolin. However, there is no consensus as to the positive or negative contribution of these additions. This work evaluated the influence of metakaolin on the mechanical properties, porosity and in particular on the carbonation of concrete, from the addition of 0%, 5%, 10% and 15% of metakaolin, in relation to the cement mass. From the results, it was observed that the addition of metakaolin, while not significantly influencing the porosity, gave the concrete a greater resistance to axial compression, a decrease in the capillary absorption and delayed the advance of the carbonation front in the concrete.

ResumoEntre as técnicas mais utilizadas para a avaliação e estudo da corrosão em concreto armado estão as técnicas eletroquímicas, entre elas a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). A EIE é uma técnica poderosa para a caracterização de uma grande variedade de sistemas eletroquímicos e para a determinação da contribuição de processos individuais de eletrodo ou eletrólito nestes sistemas. A análise dos resultados de EIE em amostras de concreto armado é de alta complexidade, devido à sobreposição de arcos provenientes de fenômenos simultâneos e a ruídos da medida, associados, evidentemente, à heterogeneidade das amostras e que dificultam de forma considerável esta análise. Assim, o presente trabalho propõe uma nova forma de análise, baseada na frequência angular de relaxação característica, w, de cada fenômeno e associando às capacitâncias e frequências típicas.

AbstractElectrochemical techniques are among the most commonly techniques used for the evaluation and study of corrosion in reinforced concrete, including electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a powerful technique for characterizing a wide variety of electrochemical systems and for determining the contribution of electrode or electrolytic processes in these systems. The analysis of EIS results on samples of concrete is highly complex due to overlapping arcs from simultaneous phenomena and noise measurement, of course, associated with the heterogeneity of the samples and that complicate the analysis considerably. Thus, this paper proposes a new form of analysis based on the characteristic relaxation angular frequency, w, of each phenomenon and associating the typical capacitances and frequencies.

A lama vermelha é um resíduo sólido gerado no processo de beneficiamento da bauxita e, devido a seu elevado pH, é considerado "perigoso". O elevado pH da lama vermelha proporciona uma maior proteção à armadura do concreto, o que é refletido no baixo potencial de corrosão da armadura e elevada resistividade elétrica (efeito filler) do concreto. O potencial de corrosão foi monitorado por medidas eletroquímicas e a resistividade elétrica foi avaliada com o uso de sensores embutidos nas amostras de concreto. Os resultados obtidos mostraram que a adição da lama vermelha é benéfica ao concreto, reduzindo o potencial de corrosão e aumentando a resistividade elétrica. Assim, a lama vermelha apresenta-se como uma promissora adição ao concreto armado, no intuito de inibir o processo corrosivo.

Red mud, the main waste generated in aluminum and alumina production from bauxite ore by the Bayer process, is considered "hazardous" due to its high pH. The high pH also provides greater protection of rebars, which is reflected in the low corrosion potential and high electrical resistivity (filler effect) of concrete. The corrosion potential was monitored by electrochemical measurements and the electrical resistivity was evaluated using sensors embedded in concrete test specimens. The results showed that the addition of red mud is beneficial to concrete, reducing its corrosion potential and increasing its electrical resistivity. Red mud proved to be a promising additive for concrete to inhibit the corrosion process.

A lama vermelha é um resíduo sólido gerado no processo de produção de alumina e, devido a seu elevado pH, é considerado "perigoso". A característica de elevada alcalinidade associada à presença de aluminossilicatos facilitam a assimilação e formação de compostos pela reação com os íons cloreto. No presente estudo, a concentração de cloretos foi monitorada por meio da medida da condutividade do anólito, que inicialmente era água destilada. Adicionalmente, foram estimados os coeficientes de difusão nos estados estacionário e não-estacionário, obtidos através do "time lag" e do "tempo equivalente" de medida. Os resultados obtidos mostraram que a adição da lama vermelha é benéfica ao concreto, reduzindo a taxa migração dos cloretos (coeficientes de difusão) devido à elevada finura da lama vermelha (efeito filler) e à ação dos aluminossilicatos.

Red mud is a solid waste produced in the alumina production process and, due to its high pH, is classified as hazardous. Its incorporation in concrete mixtures, acting as filler due to the particles fineness, might be an interesting reuse alternative. The focus of this paper is to study the chloride diffusivity of concrete mixtures containing red-mud. The concentration of chlorides was monitored by measuring the conductivity of the anolyte, which was distilled water initially. In addition, the estimation of the chloride ions diffusion coefficients in steady and non-steady conditions, Ds and Dns, was obtained from the ''time-lag'' and ''equivalent time'' between diffusion and migration experiments. Due to superfine particle-size distribution and the "filler" effect, the red mud addition seems to assure lower chloride diffusivity.