O Agregado Trióxido Mineral (MTA) por apresentar boas propriedades físico-químicas e biológicas é indicado, entre outros, como material retrobturador em cirurgias parendodônticas. O objetivo deste trabalho foi avaliar, microscopicamente, a resposta do tecido subcutâneo de ratos frente à implantação de tubos de polietileno preenchidos por clínquer do cimento Portland branco puro, clínquer do cimento Portland acrescido de 2 e 5 % de Sulfato de Cálcio e o CPM um agregado trióxido mineral e analisar possíveis alterações teciduais provocadas. Também foi avaliado o tempo de presa para os quatros materiais. Utilizou-se 24 ratos e cada animal recebeu quatro implantes de tubos de polietileno, preenchidos com os materiais recém-espatulados em uma extremidade e na outra, guta-percha (controle). Após 15, 30 e 60 dias os animais foram mortos e os espécimes foram fixados em formalina 10 % e preparados para análise microscópica. Duas regiões foram avaliadas: a cápsula, estrutura imediatamente em contato com os materiais e a subcápsula região subjacente a cápsula. As análises morfológica e morfométrica da cápsula mostraram inflamação crônica com intensidade leve tendendo a discreta e maior organização das fibras, vasos, fibroblastos, e espessamento da cápsula fibrosa com decorrer do tempo, porém sem diferença estatisticamente significante (p>0,05) entre os materiais, já que induziram respostas teciduais semelhantes. Em relação à avaliação da subcápsula a única diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre os materiais ocorreu para o período inicial de 15 dias onde o CPM apresentou o menor valor de células inflamatórias. Quanto ao tempo de presa dos materiais avaliados, o menor tempo de presa inicial ocorreu para o clínquer puro (6 min), seguido pelo clínquer a 2% (9 min) e clínquer a 5% (10 min) e o mais longo foi o CPM (15min). Em relação à presa final o clínquer puro também obteve o menor tempo (21mim), seguido pelo clínquer a 2% (25 mim), CPM (27 min) e por último o clínquer a 5% (42 min). Considerando as limitações deste trabalho, todos os materiais estudados apresentaram boa biocompatibilidade e o CPM apresentou menor grau de resposta inflamatória na região da subcápsula. / The Mineral Trioxide Aggregate (MTA) has been showing good physicochemical and biological properties and indicated for use in endodontic apical surgery, perforation repair, and apexification treatment. The purpose of this study was to evaluate the subcutaneous connective tissue reactions of CPM and clinker of Portland cement, either pure or combined with calcium sulfate 2 and 5% of the total weight. The setting time of the four cements were also evaluated. Four subcutaneous pockets were created in dorsum of the 24 rats and implanted polyethylene tubes sealed on one side with an material and other side with gutta-percha (control group). The Animals were sacrificed at 15, 30, and 60 days after implantation, the skin containing the tubes colleted and fixated in 10% formalin. The tubes were removed and surrounding tissue histologically processed. Two regions were evaluated, the connective-tissue capsule formed around material and the subcapsular tissue opposed the capsule. The morphologic and morphometric analysis of collagen fibres, fibroblasts, vessels and inflamatory tissue showed that in the capsule did not found statistical differences between groups (p>0,05), showing low-grade chronic inflammation and increase grade of organization of fibrous connective tissue structures with the time. In the subcapsule differences were only significant (p<0,05) in the CPM group at 15 days that presented less inflammatory cells in comparison with other materials. Concerning about the initial setting time the lower time was to clinker pure (6 min), followed by clinker 2% (9 min), clinker 5% (10min) and finally the CPM (15 min). About the final setting time the clinker pure obtained the least time (21 min), followed by clinker 2% (25 min), CPM (27 min) and clinker 5% (42 min). Within the limits of this study, all studied materials showed good biocompatibility and CPM showed low-grade inflammatory response in the subcapsule.

O objetivo deste estudo foi comparar a eficácia clínica e radiográfica do formocresol de Buckley diluído a 1/5 e do cimento Portland como agentes capeadores pulpares em dentes decíduos humanos acometidos por cárie extensa. Sessenta e oito molares decíduos inferiores de 52 crianças com idades entre 5 e 9 anos foram criteriosamente selecionados. Os dentes foram aleatoriamente divididos nos grupos formocresol ou cimento Portland e tratados pela técnica convencional de pulpotomia. Após a remoção da polpa coronária e hemostasia, no grupo do formocresol (34 dentes), uma bolinha de algodão embebida na solução foi colocada por 5 minutos sobre o remanescente pulpar e então a câmara pulpar preenchida com óxido de zinco e eugenol. No outro grupo (34 dentes), uma camada de 1mm de espessura de cimento Portland foi acomodada sobre o remanescente pulpar. Todos os dentes foram restaurados com uma base de óxido de zinco e eugenol reforçado (IRM) e cimento de ionômero de vidro modificado por resina. As avaliações clínicas e radiográficas foram realizadas nos períodos de 3, 6 e 12 meses do pós-operatório. Os 68 dentes foram avaliados nos períodos de 3 e 6 meses. Entretanto, aos 12 meses, 6 dentes não puderam ser avaliados (4 dentes esfoliaram naturalmente e 2 crianças mudaram de endereço). Nenhum sinal de falha clínica foi observado, para ambos os grupos, em todos os períodos avaliados. A avaliação radiográfica revelou apenas um caso de reabsorção interna, detectada aos 3 meses do pós-operatório, no grupo do formocresol. A presença de barreira dentinária foi detectada em 2 dentes do grupo do cimento Portland. Diferenças estatisticamente significante entre os grupos foram observadas apenas quando avaliadas a coloração da coroa dentária e a obliteração do canal radicular, verificadas em todos os períodos avaliados, em todos os dentes do grupo do cimento Portland. O cimento Portland parece ser um possível substituto do formocresol em pulpotomias de dentes decíduos. Embora os resultados sejam encorajadores, estudos futuros e com acompanhamentos em longo prazo são necessários para se determinar a indicação clínica segura do cimento Portland / The aim of this study was to compare the clinical and radiographic effectiveness of formocresol and Portland cement as pulp dressing agents in carious primary teeth. Sixty eight primary mandibular molars of 52 children between 5 and 9 years old were criteriously selected. The teeth were randomly assigned to formocresol or Portland cement groups, and treated by a conventional pulpotomy technique. After coronal pulp removal and hemostasis, in the formocresol group (34 teeth), a cotton pellet, soaked in the solution, was placed for 5 minutes over the pulp stumps and then the pulp chamber was filled with zinc oxide-eugenol paste. In the other group (34 teeth), an 1 mm-thick paste of Portland cement was placed over the pulp stumps. All the teeth were restored with reinforced zinc oxide-eugenol base and resin modified glass ionomer cement. Clinical and radiographic evaluations were recorded at 3, 6 and 12-month follow-up. The sixty eight teeth were available for 3 and 6-month follow-up; however, at 12-month follow-up appointment, 6 teeth could not be assessed (4 teeth exfoliated and 2 children had their address changed). No signs of clinical failure were observed at all follow-up appointments in both group. The radiographic evaluation revealed only one case of internal resorption detected at 3-month follow-up in the formocresol group. Dentine bridge was detected in 2 teeth in the Portland cement group. Statistically significant difference was only observed between both groups when assessing tooth crown discoloration and pulp canal obliteration, which were observed in all teeth treated with Portland cement at all follow-up appointments. Portland cement may serve as an effective substitute of formocresol in primary molar pulpotomies. Although our results are very encouraging, further studies and longer follow-up assessment are needed in order to determine the safety clinical indication of Portland cement.

A adição de látex polimérico em argamassas usadas para reparos, argamassas colantes, argamassas técnica decorativas, argamassas de impermeabilização e chapiscos de alto desempenho é prática comum no setor de construção civil, visto que auxiliam seu desempenho no estado endurecido. As modificações do cimento Portland branco com diversos teores (de 5% a 20%) e tipos de látex (etileno vinil acetato, poliacetato de vinil versatato, estireno acrílico e estireno butadieno) resultaram em alterações no estado fresco (cinética de hidratação, cinética de consolidação, teor de ar incorporado) e no estado endurecido (resistência mecânica, elasticidade, absorção de água por capilaridade, permeabilidade ao ar e ao vapor), em muitos casos, proporcionais ao aumento de seus teores. Ao se atingir 20% de adição, em ralação à massa do cimento, houve ganhos expressivos no estado endurecido das pastas, como o aumento da resistência à tração na compressão diametral, e da resistência de aderência, diminuição do módulo elástico e da absorção de água por capilaridade sem comprometer a facilidade à permeabilidade do vapor. Todavia, no estado fresco não apresentaram condições de aplicação devido à excessiva fluidez e diminuição acentuada no processo de consolidação. / Modified Portland cement mortars have been used for repair, stickers, highperformance and finishing of facades is common practice in the construction industry, due his performance in hardened state. Additions of several latex levels (5% to 20%) and types (ethylene vinyl acetate, vinyl poliacetate versatate, styrene acrylic and styrene butadiene) resulted in changes in the fresh state (hydration kinetics, kinetic consolidation, air content) and hardened state (mechanical strength, elasticity, water absorption by capillarity, and steam permeability) and mostly the effects increase with the increase of its levels. When the Latex levels reached 20% in relation of cement were expressive gains in state hardened state, as increased tensile strength in diametral compression, and grip strength, decreased elastic modulus and water absorption by capillarity without compromising ease of vapor permeability. However, in the fresh state did not show application conditions due to the excessive fluidity and strong decrease in the consolidation process.

A radiopacidade e a resposta tecidual do cimento Portland (CP) acrescido de óxido de bismuto (OB) nas concentrações de 0, 15, 20, 30 e 50%, determinadas em peso, foram avaliadas. Para a análise da radiopacidade, foi seguida a norma ISO 6876/2001. A densidade radiográfica foi mensurada em milímetros de alumínio (mmAl) e a análise estatística realizada utilizando-se os testes de ANOVA e Tukey-Kramer (p<0,05). Para a análise da resposta tecidual foram selecionados 81 ratos albinos e cada um recebeu como implante, na região dorsal, dois tubos de polietileno preenchidos com os cimentos experimentais. Os ratos foram mortos após 15, 30 e 60 dias. Na análise microscópica foram avaliados dois parâmetros: células inflamatórias e fenômeno reparatório. Os escores foram determinados e submetidos à análise estatística, utilizando-se os testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e Dunn (p<0,05). Os resultados demonstraram que os valores representativos da radiopacidade aumentaram, gradativamente, de acordo com a concentração de óxido de bismuto. A significância estatística foi verificada entre o CP/50%OB e os demais cimentos avaliados, e entre o CP puro e o CP/30%OB (p<0,05). A radiopacidade apresentada pelo CP puro foi abaixo do mínimo (3 mmAl) recomendado pelas normas nº 57 da ADA e da ISO 6876/2001. Na análise da resposta tecidual, em relação à intensidade do infiltrado inflamatório, ocorreu diminuição de 15 para 30 dias e de 15 para 60 dias, com significância estatística (p<0,05), apenas para o grupo II nos dois intervalos de tempos. Com referência ao fenômeno reparatório ocorreu, em geral, para todos os grupos aumento do tecido fibrocelular, do período de 15 para o de 60 dias. Os resultados obtidos permitiram concluir que 15 a 20% de óxido de bismuto é suficiente para proporcionar ao CP a radiopacidade mínima recomendada pelas normas ADA e ISO. A diminuição do infiltrado inflamatório associada ao aumento do tecido fibrocelular, fundamentam a ausência de citotoxicidade do óxido de bismuto incorporado ao CP. / The aim of the study was to evaluate the radiopacity and subcutaneous tissue response of Portland cement (PC) with different concentrations of bismuth oxide (BO). PC was mixed with 0, 15, 20, 30 and 50% of BO determined in weight. The radiopacity was performed according to the ISO 6876/2001 standard for dental root canal sealing materials Statistical analysis was performed using ANOVA and Tukey-Kramer tests (p<0.05). For biocompatibility test, eighty-one albino rats (Rattus norvegicus) were selected. Two subcutaneous pockets were created in animal dorsum and polyethylene tubes filled with the cements were implanted. The rats were sacrificed at 15, 30 and 60 days after implantation. Histological evaluations were classified according to inflammatory response and repair process and scores were established. Statistical analysis was performed using the Kruskal-Wallis and Dunn tests (p<0.05). The results showed that there were statistical differences in radiopacity among PC with 50% of BO and all the other evaluated concentrations (p<0.05). Also, there was statistical difference between PC with 30% of BO and PC without BO (p<0.05). No statistical differences were found for inflammatory response in all the evaluated groups in each period (p>0.05). For repair process evaluation was observed a significant increase in fiber cellular tissue through the periods for all the groups (p<0.05). The tests suggested that 15 to 20% of BO added to PC attended ISO requirements for radiopacity. For biological response, there were decreases in the inflammatory response associated with an increase in the repair process, suggesting the lack of toxicity of BO added to PC.

Os finos de resíduos cimentícios (previamente hidratados) podem ser reciclados através de tratamento térmico, tornando-se um ligante alternativo. Quando tratados termicamente em temperaturas inferiores a 550ºC, o processo não gera emissões de CO2 relativas à descarbonatação do calcário. Esta pesquisa teve como objetivo reativar o cimento Portland de alto forno (CP III) previamente hidratado, desidratando-o em temperatura de 500°C com patamar de 2h e reidratando-o com teores de água e de dispersante variados. Inicialmente foram realizadas caracterizações a fim de comparar as características físico-químicas do cimento desidratado com o cimento anidro. Posteriormente, foram analisadas as transformações de fases observadas com a hidratação, desidratação e reidratação do cimento. A segunda parte do estudo foi de otimização das pastas reidratadas e hidratadas, onde foram definidas condições ideais de dispersão, com a saturação ideal de dispersantes e teores mínimos de água resultado em pastas com volume de poros menores e consequentemente resistências mais elevadas. Os resultados obtidos comprovaram que o cimento desidratado se reidrata e forma fases similares às fases formadas na hidratação, como C-S-H, portlandita, hidrotalcita, etc. O cimento de alto forno carbonata mais do que o cimento Portland (CP V). Devido à área superficial elevada (14 vezes superior ao do cimento anidro), o cimento desidratado libera calor de molhagem elevado, consequencia da recombinação da água com as fases desidratadas. Observou-se ainda que, é possível controlar a resistência à compressão da pasta reidratada, otimizando o volume de poros presentes nas pastas. As resistências das pastas reidratadas com dispersante aos 28 dias foram 2,37 vezes maiores quando comparados com sistemas aglomerados. Com relação a porosidade, há indícios que é possível obter níveis de porosidade para as pastas reidratadas semelhantes com a pasta hidratada. / The fines of cementitious wastes (previously hydrated) can be recycled through heat treatment, becoming an alternative binder. When heat treated at temperatures below 550°C, the process does not generate CO2 emissions relative to limestone decarbonation. The objective of this research was to reactivate the previously hydrated Portland cement (CP III), dehydrating it at a temperature of 500°C with a 2-hours plateau and rehydrating it with varying water and dispersant contents. Characterization was initially performed to compare the physicochemical characteristics of dehydrated cement (DC) with anhydrous cement (AC). Subsequently, the AC-HP phase transformations for DC-RP were analyzed. The second part of the study was the optimization of rehydrated (RP) and hydrated (HP) pastes, where ideal dispersion conditions were defined, with optimum dispersant and water minimum contents, resulting in pastes with smaller pore volumes and consequently more compressive strength high. The results confirm that the DC rehydrates and forms phases similar to the phases formed in the hydration, such as C-S-H, portlandite, hydrotalcite, etc. The blast furnace cement carbonate more than Portland cement (no additions). Due to the high surface area (14 times higher than that of the AC), the DC releases high wetting heat, due to the recombination of the water with the dehydrated phases. It was also observed that it is possible to control the compressive strength of the rehydrated paste by optimizing the pore volume present in the pastes. The strengths of dispersed pastes with additives at 28 days were 2.37 times higher when compared to agglomerated systems. With respect to porosity, there are indications that it is possible to obtain porosity levels for the similar rehydrated pastes with the hydrated paste.

Os revestimentos cerâmicos aderidos têm grandes vantagens estéticas e funcionais e seu emprego no mercado nacional vem sendo crescente, sobretudo com o uso de placas de porcelanato. Essas vantagens somente se concretizam com uma adequada durabilidade e vida útil, o que não vem ocorrendo com esses revestimentos aplicados em bases sujeitas a deformações e ou movimentações, como o caso de fachadas. Como camada de ligação entre o substrato e a placa cerâmica, as argamassas colantes apresentam papel fundamental para o revestimento cerâmico, tais como: suportar deformações e ou movimentações diferenciais, apresentar resistência mecânica duradoura e ter capacidade de aderir com segurança em qualquer substrato e placa cerâmica. O objetivo desse trabalho foi de estudar o comportamento de argamassas colantes com a aditivação de látex acrílico. Foi realizado um estudo experimental comparativo entre argamassas colantes monocomponentes e argamassas colantes aditivadas com látex acrílico. Para verificar o comportamento que essa aditivação proporciona, foram realizados ensaios de resistência de aderência, flexibilidade, resistência à compressão, resistência à tração na flexão com determinação de módulo de deformação e tempo em aberto com placas de porcelanato. Os resultados mostraram de uma forma geral que a aditivação de argamassas colantes proporcionam aumento significativo na flexibilidade. Ocorre melhora na resistência de aderência, resistência à compressão e resistência à tração na flexão e também na capacidade de absorver deformações com o aumento do teor de polímero/argamassa. A aderência em placas de baixa porosidade como o porcelanato é melhorada e o tempo em aberto de laboratório também é estendido para as argamassas modificadas com látex. / The directed adhere ceramic tiles has aesthetic and functional advantages, and its use in the national market is increasing specially with the use along with porcelain tile. These advantages can only be seen though, if the system has adequate durability and service live, which doesn\'t happen once it is applied on irreversible or cyclic movement basis as building façades. As the clingy layer between the ceramic tile and the substrate, the tile adhesives have fundamental importance for the directed adhered ceramic tile, working on deformation and movements support capability, long-term durability mechanic resistance and safety and reliability to adhere on all type of substrates and ceramic tile. The purpose of this work was to study the behavior of dry set mortar modified with acrylic latex. An experimental study has been done, comparing dry set mortar to acrylic latex Portland cement mortar. To verify the behavior that the latex provides, the following tests were realized: tensile bond adhesion, deformability, compressive strength and tensile strength with deformation modulus and open time with porcelain tile. The results showed in general, that the latex improved the flexibility of dry set mortar and the improvement of the tensile adhesion, compressive and tensile strength and deformability capacity by increasing the polymer/mortar content. The adhesion and open time in porcelain tile has been improved with latex Portland cement mortar.

O presente estudo teve como objetivo produzir e avaliar o desempenho de painéis de partículas homogêneas de cimento-bagaço de cana-de-açúcar curados por carbonatação acelerada. Para atingir os resultados foram realizados ensaios de caracterizações morfológica e físico-química das partículas de bagaço de cana-de-açúcar, bem como ensaio de termometria para identificar a compatibilidade da matéria prima (bagaço) com o cimento. Os painéis de partículas cimento-bagaço produzidos foram submetidos a dois processos de cura distintos: 1- cura por 48 h em câmara climática, seguida por 24 h em ambiente com concentração de 15% &plusmn;0.6 de CO2, seguida por 24 dias em ambiente saturado ao ar; 2- cura em câmara climática por 48 h, seguida por 25 dias em ambiente saturado ao ar. Ao final dos 28 dias de cura e após ensaio de envelhecimento acelerado de imersão e secagem foram realizadas as caracterizações físico-mecânicas seguindo as recomendações das normativas DIN: 310; 322 e 323, bem como caracterização microestrutural e de condutividade térmica do painel de partículas cimento-bagaço. Os resultados obtidos indicaram que os painéis de partículas cimento-bagaço curados por carbonatação acelerada apresentaram melhor desempenho físico-mecânico quando comparados aos painéis não carbonatados, pois a carbonatação melhorou a interface entre as partículas e a matriz cimentícia, proporcionando maior adesividade entre as fases. E, além disso, reduziu o pH do meio alcalino em que as partículas de bagaço de cana-de-açúcar estão inseridas, minimizando o processo de degradação da lignina, celulose e hemicelulose. / The present study aimed to produce and evaluate the performance of homogeneous particles of cement panels-bagasse-sugar cured by accelerated carbonation. To achieve the results tests were carried out morphological and physical-chemical characterization of particles of bagasse of sugar cane, as well as Thermal-test to identify the compatibility of the raw material (bagasse) with cement. The particle cement-bagasse produced were subjected to two different curing processes: 1-cure for 48 h in climate Chamber, followed by 24 h in environment with concentration of 15% &plusmn; 0.6, followed by 24 days in saturated air environment; 2-cure in climate Chamber for 48 h, followed by 25 days in saturated air environment. At the end of the 28 days of curing and after accelerated aging test of soaking and drying were realized the physical-mechanical characterizations according the recommendations of the DIN standards: 310; 322 and 323, as well as micro-structural characterization and thermal conductivity of Particleboard bagasse-cement. The results obtained indicated that the particle bagasse-cement cured by accelerated carbonation presented physical-mechanical performance better than compared with non-carbonated panels because the carbonation has improved the interface between the particles and the cementitious matrix, providing greater adhesion between phases. In addition, reduced the pH of the alkaline medium in which the particles of bagasse of sugar cane are inserted, minimizing the process of degradation of lignin, cellulose and hemicellulose.

Os biomateriais podem ser definidos como substâncias de origem natural ou sintética que são tolerados de forma transitória ou permanente pelos diversos tecidos que constituem os órgãos dos seres vivos. Dentre esses biomateriais podemos citar o Agregado de Trióxido Mineral (ATM), que foi desenvolvido na Universidade de Loma Linda na década de 90. Desde então, não cessaram trabalhos de pesquisa envolvendo esse material e o Cimento Portland (CP); que embora não seja um material de uso odontológico direto, pode-se afirmar que possui basicamente os mesmos componentes químicos do ATM. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a biocompatibilidade do cimento Portland comum (CP-I) e do cimento Portland branco (CPB) não estrutural, incluídos na calvária de ratos. Foram selecionados vinte ratos, dois foram previamente utilizados como grupo piloto; os dezoito restantes foram distribuídos em três grupos de seis ratos que avaliados nos tempos experimentais de 30, 60, 90 dias foram mortos para análise histopatológica. Cada animal recebeu um implante, sendo três de Cimento Portland Comum (CP-I) e três de Cimento Portland Branco (CPB). Os resultados mostraram que não houve conseqüências de uma proliferação microbiológica em nenhum dos cimentos e tempos pesquisados. Observou-se tecido conjuntivo denso, celular e ricamente vascularizado. Também foi visualizado uma matriz óssea recém formada, adjacente aos osteoblastos ativos e que não estava ainda calcificada; apresentava-se menos mineralizada e com ausência de lamelas. Durantes os tempos histológicos de 30, 60 e 90 dias, o infiltrado inflamatório disperso no tecido apresentou-se: intenso, moderado e discreto. Sugerindo a mudança do processo inflamatório de agudo a crônico respectivamente / The biomaterials can be defined as substances of natural or synthetic origin that are tolerated on a temporary or permanent by the various tissues that make up the organs of living beings. Among these biomaterials can quote the mineral trioxide aggregate (MTA), which was developed at the University of Loma Linda, in the 90s. Since then, it stopped work on research involving this material and Portland cement (PC), which although not a dental material to use direct, one can say that basically has the same chemical components of the ATM. The purpose of this study was to evaluate the biocompatibility of common Portland cement (PC-I) and the white Portland cement (CPB) no structural, included in the skull of rats. Twenty rats were selected, two were previously used as a pilot group and the eighteen others were divided into three groups of six rats that were killed and evaluated in experimental stroke, 30, 60, and 90 days. Each animal received an implant, three of Common Portland Cement (PC-I) and three of White Portland Cement (CPB). The results show that there were no consequences of a microbial proliferation in any of cement and times searched. There was also the formation of bone tissue with characteristics of immaturity, showing gaps in some areas without osteocytes; presence of moderate and cell tissue, richly vascularized, showing characteristics of biocompatibility, and the potential for bone and cell differentiation.

Concrete is the most common building material in the world and its use has been increasing during the last century as the need for construction projects has escalated. Traditionally, concrete uses Ordinary Portland Cement (OPC) as binder, water as the activator of cement and aggregate. Finding an appropriate replacement for traditional concrete is a desirable solution to obviate the environmental problems caused by cement production. The use of fly ash as a partial replacement for Portland cement is a method to maintain the properties of concrete and reduce the need for cement. Fly ash is a by-product from coal-fired power plants and is abundantly available. The percentage of cement replacement can be varied according to application and mix design. One of the potential materials to substitute for conventional concrete is geopolymer concrete (introduced by Davidovits in 1979). Geopolymer concrete is an inorganic alumino-silicate polymer synthesized from predominantly silicon, aluminum and byproduct materials such as fly ash. Geopolymer properties have been investigated for several years and it is still a major area of interest among researchers and industry partners as it does not contain cement and uses fly ash and alkali liquids as binders to produce a paste to consolidate aggregates. Furthermore, the aggregate comprises a substantial portion of concrete. Including coarse and fine aggregates it is normally obtained from natural sources. Fine aggregate in Australia is usually mined from sand quarries. As the demand for concrete production increases, more natural sand is needed. The need for fine aggregate should be addressed in an environmentally friendly manner, considering the diminishing sources of natural sand. Red sand is a by-product generated from the manufacture of alumina from bauxite by the Bayer process. / Previous studies on properties of red sand have shown that it has the potential to be used in concrete as a fine aggregate. While the use of red sand in traditional concrete has been investigated by some researchers, no research has been reported regarding the use of this by-product in manufacturing geopolymer concrete. This research looks into the replacement of natural sand fine aggregates with red sand in geopolymer concrete. Initially, an extensive series of mixtures was prepared and tested. The objective of the research was to identify the salient parameters affecting the properties of geopolymer concrete when natural sand is replaced by red sand. At the next stage, attempts were made to enhance the mechanical and durability features of red sand geopolymer concrete. The final stage consisted of testing red sand geopolymer concrete to find out the various properties of this novel construction material.

The use of Portland cement in concrete construction is under critical review due to high amount of carbon dioxide gas released to the atmosphere during the production of cement. In recent years, attempts to increase the utilization of fly ash to partially replace the use of Portland cement in concrete are gathering momentum. Most of this by-product material is currently dumped in landfills, creating a threat to the environment. Geopolymer concrete is a ‘new’ material that does not need the presence of Portland cement as a binder. Instead, the source of materials such as fly ash, that are rich in Silicon (Si) and Aluminium (Al), are activated by alkaline liquids to produce the binder. Hence concrete with no Portland cement. This thesis reports the details of development of the process of making fly ash-based geopolymer concrete. Due to the lack of knowledge and know-how of making of fly ashbased geopolymer concrete in the published literature, this study adopted a rigorous trial and error process to develop the technology of making, and to identify the salient parameters affecting the properties of fresh and hardened concrete. As far as possible, the technology that is currently in use to manufacture and testing of ordinary Portland cement concrete were used. Fly ash was chosen as the basic material to be activated by the geopolimerization process to be the concrete binder, to totally replace the use of Portland cement. The binder is the only difference to the ordinary Portland cement concrete. To activate the Silicon and Aluminium content in fly ash, a combination of sodium hydroxide solution and sodium silicate solution was used. Manufacturing process comprising material preparation, mixing, placing, compaction and curing is reported in the thesis. / Napthalene-based superplasticiser was found to be ii useful to improve the workability of fresh fly ash-based geopolymer concrete, as well as the addition of extra water. The main parameters affecting the compressive strength of hardened fly ash-based geopolymer concrete are the curing temperature and curing time, the molar H2O-to-Na2O ratio, and mixing time. Fresh fly ash-based geopolymer concrete has been able to remain workable up to at least 120 minutes without any sign of setting and without any degradation in the compressive strength. Providing a rest period for fresh concrete after casting before the start of curing up to five days increased the compressive strength of hardened concrete. The elastic properties of hardened fly ash-based geopolymer concrete, i,e. the modulus of elasticity, the Poisson’s ratio, and the indirect tensile strength, are similar to those of ordinary Portland cement concrete. The stress-strain relations of fly ash-based geopolymer concrete fit well with the expression developed for ordinary Portland cement concrete.