Influência da pozolanicidade na ativação alcalina

• Autor(a) principal: Leonardo Martins Costa
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36178; https://orcid.org/0000-0002-0656-649X
• topic: Pozolanicidade; Efeito fíler; Geopolimerização; Metacaulim; Materiais com alto teor de sílica; Construção civil; Materiais de construção; Pozolanas; Geopolímeros; Metacaulim; Silica; Cimento

Geopolímeros são materiais álcali-ativados com baixo teor de cálcio e pesquisados como alternativa ao cimento Portland em algumas aplicações na construção civil. Muitos dos precursores de geopolímeros, como metacaulins, também são materiais pozolânicos ou fíler em compostos cimentícios. Isto poderia sugerir alguma correlação entre pozolanicidade e geopolimerização. Neste contexto, o objetivo deste estudo é analisar a influência da pozolanicidade na ativação alcalina de precursores constituídos por metacaulim e materiais com alto teor de sílica e diferentes pozolanicidades. Metacaulim, sílica ativa, cinza de casca de arroz, vidro soda-cal âmbar e areia quartzosa fina foram caracterizados quanto à superfície específica BET, granulometria e análise de difração de raios X/refinamento de Rietveld. A atividade pozolânica foi avaliada por meio do ensaio Chapelle Modificado e termogravimetria em pastas de cimento. Em função desses resultados, foram sintetizados geopolímeros com e sem substituição de metacaulim por 15% de cinza de casca de arroz e areia quartzosa fina. O ativador alcalino foi uma mistura de NaOH 8 mol/L e silicato de sódio. Ensaios de resistência à compressão e análises de difração de raios X, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier e microscopia eletrônica de transmissão foram empregados para avaliar a geopolimerização. Os resultados indicam que o metacaulim e sílica ativa possuíram maiores valores de superfície específica e teor de cal fixada na análise de TGA. Contudo, a cinza de casca arroz obteve maior pozolanicidade no ensaio Chapelle Modificado. A areia quartzosa fina, por sua vez, apresentou comportamento não pozolânico. Isto indica que a pozolanicidade dos materiais em pasta de cimento aumentou em função da superfície específica BET e que, no ensaio Chapelle Modificado, a aglomeração de partículas finas pode subestimar a atividade pozolânica. Entretanto, as diferenças de pozolanicidade entre metacaulim, cinza de casca de arroz e areia quartzosa pouco influenciaram na resistência à compressão dos geopolímeros produzidos. Isto estaria relacionado à elevada reatividade do silicato de sódio, que poderia mitigar o efeito da pozolanicidade dos materiais usados nos precursores. Além disto, o efeito fíler do quartzo e cinza de casca de arroz parece ter sido importante para a densificação da microestrutura dos geopolímeros. Os espectros de difração de raios X e espectroscopia no infravermelho mostram a formação de novas estruturas pela ativação alcalina. Também, imagens de microscopia eletrônica de transmissão e difração de elétrons revelaram a formação de estruturas amorfas e particuladas típicas de N-A-S-H gel. Isto indica que as estruturas formadas pela ativação alcalina são devidas à geopolimerização do metacaulim e que o efeito fíler favoreceu o desempenho mecânico dos geopolímeros.