Preliminary study of the effect of carbonation curing on geopolymers

Abstract

Abstract Carbonation curing differs from weathering carbonation since it is performed intentionally at the early ages of cement hydration. This cure involves applying different levels of CO2 (5% to 99%) to concrete for a short period of time, usually followed by conventional hydration. The objective of this article was to evaluate the carbonation curing in metakaolin-based geopolymer concretes, activated with NaOH and Na2SiO3, and compare them with Portland cement (PC) concrete. The following tests were applied: determination of pH, carbonation depth, water absorption by immersion, void index, and compressive strength. The results showed that after the carbonation curing, the geopolymer concrete had compressive strength and carbonation depth equivalent to the concrete with PC, but with a lower absorbed CO2 content. Although this type of cement absorbs less CO2 but is more sensitive to carbonation. The effect on the void ratio was not remarkable. Furthermore, the alkalinity of concretes can be partially recovered after subsequent curing by water immersion.Resumo A cura por carbonatação difere da carbonatação por intemperismo, pois é realizada intencionalmente nas primeiras idades de hidratação do cimento. Essa cura envolve a aplicação de diferentes níveis de CO2 (5% a 99%) ao concreto por um curto período de tempo, geralmente seguido de hidratação convencional. O objetivo deste artigo foi avaliar a cura da carbonatação em concretos geopolímeros à base de metacaulim, ativados com NaOH e Na2SiO3, e compará-los com o concreto de cimento Portland (CP). Foram aplicados os seguintes testes: determinação do pH, profundidade de carbonatação, absorção de água por imersão, índice de vazios e resistência à compressão. Os resultados mostraram que após a cura da carbonatação, o concreto geopolimérico apresentou resistência à compressão e profundidade de carbonatação equivalentes ao concreto com CP, porém com menor teor de CO2 absorvido. Portanto, este tipo de cimento absorve menos CO2, mas é mais sensível à carbonatação. O efeito na taxa de vazios não foi notável. Além disso, a alcalinidade dos concretos pode ser parcialmente recuperada após a cura subsequente por imersão em água.