Indirect and direct Chapelle's methods for the determination of lime consumption in pozzolanic materials

Abstract

In this work, comments are made about indirect methods and direct Chapelle's method applied to the determination of the reactivity of pozzolanic materials. The Chapelle's method is based on the lime-pozzolan reaction and quantifies the pozzolanic reactivity of any material intended to be applied by the cement industry. This lime consumption determination by the pozzolan through this reaction can be made with mass proportions - lime:pozzolan 1:1, as originally proposed by Chapelle or 2:1, as specified in Brazilian and French Standards. Comparative results with both proportions are presented for sugar cane bagasse ash, rice rusk ash, silica fume, fly ash, and metakaolin, commonly studied in our country. Statistical calculations showed that for some materials of similar characteristics to the researched RHA, FA e MK at issue, essays carried out with only 1g of CaO may be underestimating the amounts of CaO consumed per gram of pozzolanic material that can be obtained. Comments were made about the Brazilian and French Standards based on this method and emphasized the expression of lime consumption per mass of the amorphous phase of these materials, as determined by X ray diffraction analysis with the Rietveld refinement method.Neste trabalho, são discutidos os métodos indiretos e método de Chapelle direto aplicados para a determinação da reatividade de materiais pozolânicos. O método Chapelle baseia-se na reação química cal-pozolana e quantifica a reatividade pozolânica de materiais destinados à aplicação pela indústria de cimento. A determinação do consumo de cal pela pozolana que ocorre por meio desta reação química pode ser feita empregando-se as proporções em massa cal: pozolana 1:1, como proposto originalmente por Chapelle, ou 2:1, conforme especificado nas normas técnicas brasileira e francesa. São apresentados os resultados comparativos com as duas proporções cal-pozolana para cinza de bagaço de cana-de-açúcar, cinza de casca de arroz, sílica ativa, cinza volante e metacaulim, comumente estudados em nosso país. Os cálculos estatísticos indicaram para alguns materiais com características semelhantes aos da cinza de casca de arroz (CCA), cinza volante (CV) e metacaulim (MC), pesquisados em questão, que os ensaios realizados com apenas 1 g de CaO podem estar subestimando os valores obtidos de CaO consumidos por grama de material pozolânico. As normas brasileira e francesa foram discutidas com base nos resultados de ensaios Chapelle e enfatizou-se a quantificação do consumo de cal, em massa, pela fase amorfa destes materiais, que pode ser determinada pela análise de difração de raios-X por meio do método de refinamento de Rietveld.