Cimentos álcali-ativados preparados com resíduos de cimento-amianto inertizados

• Autor(a) principal: Carneiro, Gessivaldo Oliveira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
• Texto Completo: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39203
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Resíduo de cimento-amianto,; cimento álcali-ativado,; fibras de amianto,; tratamento térmico,; projeto estatístico de mistura.; Asbestos-cement waste,; alkali-activated cement,; asbestos fibers,; heat treatment,; statistical mixing design

A reciclagem de matérias primas secundárias, como os resíduos de cimento-amianto (RCA) tornou-se uma prioridade em virtude do seu potencial carcinogénico. Dessa forma, a busca por tecnologias que viabilizem a reutilização dos RCA é vista como uma forma de minimizar os impactos ambientais e os riscos de doenças. Nesse sentido, foram desenvolvidos métodos que permitissem a inertização dos RCA, com destaque para os tratamentos térmicos, que são os mais empregados. Entretanto, observa-se a ausência de estudos direcionados a otimização deste procedimento, já que se trata de uma tarefa dispendiosa. Assim, este trabalho propõe definir os parâmetros ótimos de tratamento térmico do RCA para, simultaneamente, inertizar a crisotila e de forma embrionária, avaliar a aplicação do RCA tratado como precursor à produção de cimento álcali-ativado (CAA) de uma parte. Para o tratamento térmico do RCA, a otimização foi realizada aplicando-se um projeto fatorial 2k com ponto central tendo como fatores a temperatura (600 °C e 800 °C), o tempo de calcinação (1 e 3 h) e a massa de RCA (1 e 5 kg), considerando níveis mínimos e máximos. Onze experimentos serviram para a elaboração de modelos que relacionam as respostas: teor de calcita (% calcita), teor de crisotila (% crisotila), teor de belita (% C2S) obtidas por meio de análise termogravimétrica (TG) e difratometria de raios X (DRX). A otimização simultânea foi utilizada para identificar os níveis ótimos dos fatores para que ocorra a completa desidroxilação da crisotila, se minimize o gasto energético e a emissão de CO2, e se maximize o teor de belita (C2S) no RCA tratado. Em seguida, empregou-se os RCA tratados (RCAT) como precursor à produção de CAA de uma parte. As misturas foram preparadas utilizando-se RCAT, metassilicato de sódio sólido (MSS) (SiO2/Na2O igual a 0,98) e água. Onze formulações estabelecidas empregando-se o I-Optimal design, serviram como formulações de base para o delineamento estatístico de mistura. As formulações estabelecidas no planejamento estatístico foram caracterizadas quanto às propriedades físico-mecânicas, análises térmica e mineralógica. Os resultados de tratamento térmico mostram a completa desidroxilação da crisotila, com o aumento do teor de belita (C2S) e emissão de CO2, para temperaturas iguais ou superiores a 700 °C. Observou-se que, as condições ótimas à realização do tratamento foram 5 kg de RCA, 800 °C, durante 1 h. Utilizando estes parâmetros, a crisotila foi completamente eliminada, e o resíduo tratado apresentou 40,42% de belita, o que confere ao material a capacidade aglomerante, com emissão de CO2 estimada em 175,6 gCO2/kg de resíduo tratado. Na dosagem da pastas álcali-ativadas, as formulações com concentração de MSS em torno de 5% e molaridades próximas a 1M, apresentaram as melhores propriedades mecânicas. O acréscimo de MSS teve forte influência na taxa calor acumulado, o que pode estar associado à velocidade de dissolução das ligações Si - O e Al – O. As formulações ativadas apresentaram comportamento mecânico superior em relação as misturas sem ativador. Ademais, as pastas sem ativador tiverem uma menor retração por secagem e retração química. Foi possível constatar que os RCAT podem ser aplicado para a produção de CAA e o delineamento estatístico de mistura é um método eficiente na previsão das propriedades avaliadas.