CHARACTERIZATION OF A BINARY ALKALI-ACTIVATED SYSTEM BASED ON CERAMIC WASTE AND METAKAOLIN

CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA BINÁRIO DE RESÍDUO CERÂMICO E METACAULIM ÁLCALI-ATIVADO

Authors

  • João Victor Teles Tavares UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
  • Nayra Rocha de Sousa UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
  • Antonio Lucas Braga Moreira UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
  • Antonio Eduardo Bezerra Cabral UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
  • Heloina Nogueira da Costa UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

DOI:

https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2025.v11.n2.109-122

Keywords:

Construction; waste; paste; alkali-activated binder.

Abstract

The red ceramics industry is a significant generator of solid waste, which can be reused in construction to reduce the consumption of natural resources and lower CO₂ emissions associated with Portland cement production. However, red ceramic waste (RCW) as a precursor in alkali-activated materials remains underexplored. This study aimed to evaluate a binary mixture of RCW and metakaolin (MK) for producing alkali-activated cements. Four pastes were prepared with varying proportions of RCW and MK. In the fresh state, mini-slump tests, setting time measurements, and fresh density determinations were performed. In the hardened state, compressive strength was evaluated at 7, 28, and 91 days, along with water absorption. Additionally, Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis was conducted. The paste composed of 100% RCW exhibited the greatest spread (94.5 mm), whereas the mixture with 75% MK and 25% RCW achieved the highest compressive strength of 42.79 MPa at 7 days. SEM analysis revealed the formation of binder gels, confirming the viability of using RCW and MK in alkali-activated cement pastes.

Author Biographies

João Victor Teles Tavares, UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

Engenheiro Civil formado pela Universidade Federal do Ceará (UFC). Atualmente, mestrando em Tecnologia dos Materiais e Sistemas Construtivos no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil (PEC) da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Campus do Pici. No ano de 2022 atuei com monitor de atividades experimentais das disciplinas de materiais de construção civil, já atuei como bolsista no Programa de Bolsas de Iniciação Científica (PIBIC - UFC) e também bolsista no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (PIBITI). Minha carreira acadêmica abrange desde liderança em projetos até participação em congressos internacionais e nacionais. Profissionalmente, já atuei na área de energias renováveis, na construção da parte civil e elétrica da obra.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/9381460079684863

ORCID: https://orcid.org/0009-0009-7678-8248

Nayra Rocha de Sousa, UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

Possui formação em técnico em edificações e atualmente cursando o 7 semestre de Engenharia Civil, com experiência na área de gestão de obras por conta do estágio realizado. Bolsista PIBIC IC- voluntária no período de agosto/2023 á julho/2024. Como também voluntária no projeto de pesquisa Reative desde maio de 2023. Participou do Centro Acadêmico Enedina Alves Marques por três mandatos como Diretora de Assuntos Estudantis.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/7968574045047404

ORCID: https://orcid.org/0009-0004-8209-2240

Antonio Lucas Braga Moreira, UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

Acadêmico do curso de engenharia civil atualmente no 9 semestre na Universidade Federal do Ceará - Campus de Crateús. Por conseguinte, apresenta como diferencial um período de estágio na Secretária Municipal de Infraestrutura da cidade de Crateús, onde contribuiu com serviços de pavimentação asfáltica, orçamentos, vistoria de imóveis e gestão de obras. Além disso, participou pesquisa intitulada Desenvolvimento de cimento álcali ativado à base de materiais residuais para produção de blocos vazados de concreto para alvenaria, possibilitando a formação de novas matrizes cimentícias e também participa como voluntário no projeto Reative desde de 2022.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/4383450961332906

ORCID: https://orcid.org/0009-0003-5883-2272

Antonio Eduardo Bezerra Cabral, UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ


Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Ceará (1997), mestrado em Engenharia Civil (Construção Civil) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000), doutorado em Ciências da Engenharia Ambiental pela Universidade de São Paulo (2007), com estágio no exterior (Universiy of Technology, Sydney - Austrália) e estágio de pós-doutorado na Universitat Politècnica de Catalunya (UPC-Barcelona, Espanha, 2012). Atualmente é professor Associado do Departamento de Engenharia Estrutural e Construção Civil (DEECC) da Universidade Federal do Ceará (UFC). Atua no ensino de graduação em Engenharia Civil e no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil (PEC) da UFC, além de participar e coordenar vários projetos de pesquisa e de extensão. Tem experiência na área de Construção Civil, atuando principalmente nos seguintes temas: diagnóstico de manifestações patológicas em edificações, reparo e reforço do concreto armado, tecnologia de concretos e de argamassas de cimento Portland, cimento álcali-ativado, geopolímero, uso de materiais não convencionais na construção civil e gestão de resíduos sólidos da construção civil.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/6399451844691825

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6394-1164

Heloina Nogueira da Costa , UFC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

Engenheira civil graduada pela Universidade Estadual Vale do Acaraú (UVA), mestra em Engenharia Civil: construção civil e doutora em Engenharia e Ciência de Materiais pela Universidade Federal do Ceará (UFC). Professora adjunta da Universidade Federal do Ceará. Atua na área de materiais e sistemas construtivos, processos de produção e degradação de materiais de construção, cimentos ecoeficientes e geopolímeros.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/6756899731022566

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9960-2383

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2025-10-01

How to Cite

Teles Tavares, J. V. ., Rocha de Sousa, N., Braga Moreira, A. L. ., Bezerra Cabral, A. E. ., & Nogueira da Costa , H. . (2025). CHARACTERIZATION OF A BINARY ALKALI-ACTIVATED SYSTEM BASED ON CERAMIC WASTE AND METAKAOLIN: CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA BINÁRIO DE RESÍDUO CERÂMICO E METACAULIM ÁLCALI-ATIVADO. ix Sustentável, 11(2), 109–122. https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2025.v11.n2.109-122

Issue

Vol. 11 No. 2 (2025): v. 11 n. 2 (2025): Edição regular

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Científica

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Copyright (c) 2025 João Victor Teles Tavares, Nayra Rocha de Sousa, Antonio Lucas Braga Moreira, Antonio Eduardo Bezerra Cabral, Heloina Nogueira da Costa

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