Evaluation of external sulfate attack (Na2SO4 and MgSO4): Portland cement mortars containing fillers

Abstract Sulfate attack is a term used to describe a series of chemical reactions between sulfate ions and hydrated compounds of the hardened cement paste. The present study aims to evaluate the physical (linear expansion, flexural and compressive strength) and mineralogical properties (X-ray diffraction) of three different mortar compositions (Portland Cement CPV-ARI with limestone filler and, with a quartz filler, in both cases with 10% replacement of the cement by weight) against sodium and magnesium sulfate attack (concentration of SO4 2- equal to 0.7 molar). The data collected indicate that the replacing the cement by the two fillers generate different results, the quartz filler presented a mitigating behaviour towards the sulfate, and the limestone filler was harmful to Portland cement mortars, in both physical and chemical characteristics. Resumo Ataque por sulfato é um termo utilizado para descrever uma série de reações químicas que ocorrem entre os íons de sulfato com os produtos da hidratação do cimento Portland. O presente estudo tem por objetivo avaliar de maneira física (expansão linear, resistência à compressão e tração na flexão) e mineralógica (DRX), três diferentes composições de argamassa, alterando a composição dos finos (CPV - ARI, CPV - ARI com substituição parcial do cimento por 10%, em massa, de fíler calcário, e, CPV - ARI com substituição parcial por 10%, em massa, de fíler quartzoso) frente ao ataque por sulfato de sódio, bem como, por sulfato de magnésio (concentração da solução de 0.7 molar). Os resultados obtidos indicam que a substituição parcial do cimento Portland pelos dos diferentes fíleres geram diferentes resultados, o fíler quartzoso apresentou um comportamento mitigativo frente ao ataque por sulfato, porém, o fíler calcário apresentou comportamento deletério tanto pela avaliação física, quanto mineralógica.