XRD investigation of cement pastes incorporating concrete floor polishing waste

The X-ray diffraction (XRD) technique has been widely used in order to investigate anhydrous and hydrated cement phases. In this study, XRD was used in order to analyze the concrete floor polishing waste (CFPW) and cementitious paste containing CFPW. The diffractograms obtained were compared with literature data in order to identify the phases of analyzed materials. Rietveld refinement of XRD pattern of paste containing 12% of CFPW addition was also carried out, in order to analyze calcite and aragonite structures, as these phases are calcium carbonate polymorphs that contribute to matrix filling. XRD pattern of CFPW showed a high concentration of carbonate phases, indicating that the concrete waste was carbonated. The CFPW addition in the cementitious matrix changed the hydrate cement products, as it induced the formation of carboaluminate phases, such as hemicarbonate. Calcite, which is a stable phase, contributed better to the filler effect, as its particles have higher volume than aragonite.

Abstract (portuguese)

A técnica de difração de raios X (DRX) tem sido amplamente empregada para análise das fases anidras e hidratadas do cimento Portland. Neste estudo, a técnica de DRX foi empregada para análise do resíduo de polimento de pisos de concreto (RPPC) e de pasta cimentícia com adição de RPPC. Os padrões de DRX obtidos foram comparados com dados da literatura para identificação das fases dos materiais analisados. O refinamento Rietveld do padrão de DRX da pasta com adição de 12% de RPPC foi realizado com o objetivo de analisar as estruturas das fases calcita e aragonita, as quais são polimorfos do carbonato de cálcio que contribuem para o empacotamento de matrizes cimentícias. O padrão de difração do RPPC indicou elevada concentração de carbonatos, indicando a carbonatação do resíduo. A adição de RPPC em matriz cimentícia modificou os produtos de hidratação do cimento, uma vez que o resíduo induziu a formação de carboaluminatos, como o hemicarbonato. A calcita, que é uma fase estável, contribuiu melhor para o efeito de preenchimento, pois suas partículas têm maior volume que a aragonita.

Keywords

cementitious hardened paste waste, XRD qualitative analysis, Rietveld refinement, resíduo de pastas cimentícias, análise qualitativa por DRX, refinamento Rietveld