INFLUENCE OF HIGH TEMPERATURES ON THE COMPRESSIVE STRENGTH OF IRON ORE TAILINGS/CEMENT COMPOSITE

Abstract

The various properties of mortars produced with iron ore tailings and cement (IOT/cement) at room temperature have been extensively studied, but research on high-temperature behavior is scarce. The objective of this study is to analyze the compressive strength and mass loss of these mortars when subjected to high temperatures. The test specimens (TSs) were exposed to different temperature levels (100°C to 1100°C) and subsequently subjected to axial compression tests. The results showed that with increasing temperature, there was a loss of strength. The loss of strength exhibited a linear trend and became more pronounced after 350°C. The TSs subjected to 1100°C exhibited an 80% loss of strength, while the mass loss was less than 5%. One of the contributions of this study, in line with current research, is to emphasize the importance of composites (IOT/cement) as a sustainable and economically viable alternative, given that iron ore tailings are generated in large quantities during the beneficiation process. Another contribution is to demonstrate that these composites can result in mortars with a significant reduction in compressive strength and a small mass loss when exposed to high temperatures. Furthermore, it highlights that they meet all performance and safety requirements in fire situations, making them a non-combustible product.

As diversas propriedades das argamassas produzidas com rejeito de minério de ferro e cimento (IOT/cimento) em temperatura ambiente, foram amplamente estudadas, já em altas temperaturas são escassas. O objetivo desse estudo é analisar a resistência à compressão e a perda de massa de estas argamassas, quando submetidas a elevadas temperaturas. Os corpos de prova (CPs) foram expostos a diferentes níveis de temperatura (100 oC até 1100 oC). Posteriormente, foram ensaios à compressão axial. Os resultados mostraram que, com o aumento da temperatura, houve perda da resistência. A perda de resistência mostrou-se linear e, mais rápida a partir dos 350 oC. Os CPs submetidos a 1100 oC apresentaram uma perda de resistência de 80%, porém a perda de massa foi inferior a 5%. Uma das contribuições desse estudo, corroborando com as pesquisas atuais, é ressaltar a importância dos compósitos (IOT/cimento) como uma alternativa sustentável e economicamente viável, uma vez que o rejeito de minério de ferro é gerado em grande quantidade durante o processo de beneficiamento. Outra contribuição é mostrar que esses compósitos podem resultar em argamassas com considerável redução da resistência à compressão e pequena perda de massa, quando submetidas a temperaturas elevadas. Também ressaltar que eles atendem a todos os requisitos de desempenho e segurança em situações de incêndio, podendo ser considerado um produto incombustível.

El objetivo es analizar la resistencia a la compresión y la pérdida de masa de morteros producidos con desechos de mineral de hierro (IOT) y cemento cuando se someten a altas temperaturas. Las probetas se expusieron a diferentes niveles de temperatura (100°C a 1100°C) y posteriormente se sometieron a ensayos de compresión axial. Los resultados mostraron que con el aumento de la temperatura, hubo una pérdida de resistencia. La pérdida de resistencia exhibió una tendencia lineal y se hizo más pronunciada después de 350°C. Las probetas sometidas a 1100°C exhibieron una pérdida de resistencia del 80%, mientras que la pérdida de masa fue inferior al 5%. Una de las contribuciones de este estudio, en línea con la investigación actual, es enfatizar la importancia de estos compuestos como una alternativa sostenible y económicamente viable, dado que los IOT se generan en grandes cantidades durante el proceso de beneficio. Otra contribución es demostrar que estos compuestos pueden resultar en morteros con pequeña pérdida de masa e grande reducción de resistencia, cuando se exponen a altas temperaturas. Además, destaca que cumplen con todos los requisitos de rendimiento y seguridad en situaciones de incendio, lo que los convierte en un producto no combustible.