Repositorio
Institucional

Letelier, V.

Study of mortars with total replacement of electric arc furnace slag aggregates carbonated by aqueous processes

ELSEVIER SCI LTD

CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS

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The electric arc furnace (EAF) slag, generated from an alternative steel production route with lower carbon emissions, is projected as a by-product with increasing availability. This study investigated the feasibility of incorporating EAF slag aggregates carbonated by aqueous (EAF-A) and semi-aqueous (EAF-S) processes as full replacements for natural aggregates in Portland cement mortars, with the aim of evaluating their viability as a raw material in cementitious materials, with a view to enhancing their valorisation. Physical, mechanical, and microstructural properties of the mortars were assessed using thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, ultrasonic pulse velocity (UPV), and capillary absorption tests. Results showed that mortars incorporating EAF-S aggregates exhibited superior workability and significantly higher compressive strength at 28 days, exceeding 35 MPa and outperforming both the control and EAF-A series. In contrast, EAF-A aggregates did not consistently improve mechanical strength. Microstructural analysis revealed increased formation of amorphous silica, C-S-H gels, and portlandite in mortars containing carbonated EAF aggregates compared to the control. These findings emphasise that the type of carbonation treatment critically influences the internal structure and performance of mortars, supporting the viability of semi-aqueous carbonated EAF aggregates for sustainable construction applications.La escoria del horno de arco eléctrico (EAF), generada a partir de una ruta alternativa de producción de acero con menores emisiones de carbono, se proyecta como un subproducto con disponibilidad creciente. Este estudio investigó la viabilidad de incorporar agregados de escoria EAF carbonatados por procesos acuosos (EAF-A) y semiacuosos (EAF-S) como reemplazos totales de agregados naturales en morteros de cemento Portland, con el objetivo de evaluar su viabilidad como materia prima en materiales cementicios, con vistas a mejorar su valorización. Las propiedades físicas, mecánicas y microestructurales de los morteros se evaluaron mediante análisis termogravimétrico, difracción de rayos X, velocidad de pulso ultrasónico (UPV) y pruebas de absorción capilar. Los resultados mostraron que los morteros que incorporaban agregados EAF-S exhibieron una trabajabilidad superior y una resistencia a la compresión significativamente mayor a los 28 días, superando los 35 MPa y superando tanto a la serie de control como a la serie EAF-A. Por el contrario, los agregados EAF-A no mejoraron de forma consistente la resistencia mecánica. El análisis microestructural reveló una mayor formación de sílice amorfa, geles C-S-H y portlandita en los morteros que contenían agregados carbonatados de horno de arco eléctrico (EAF) en comparación con el grupo de control. Estos hallazgos destacan que el tipo de tratamiento de carbonatación influye de manera crucial en la estructura interna y el rendimiento de los morteros, lo que respalda la viabilidad de los agregados carbonatados semiacuosos de EAF para aplicaciones de construcción sostenible.

artículo original

Electric arc furnace slag

Carbonation

Aqueous carbonation

Semi aqueous carbonation

Mortars

10.1016/j.conbuildmat.2025.143890

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DURABILITY PROPERTIES

COMPRESSIVE STRENGTH

MICROSTRUCTURE

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Ingeniería Civil

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WOS:001596379500001

Study of mortars with total replacement of electric arc furnace slag aggregates carbonated by aqueous processes

artículo original

ELSEVIER SCI LTD

CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS

Construction & Building Technology

Engineering, Civil

Materials Science, Multidisciplinary

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0950-0618

ANID-Doctorado Nacional scholarship

ANID-Doctorado Nacional scholarship [21231311]

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