Efeito do teor de filer calcário na microestrutura de materiais cimentícios: uma análise multiescala.

• Autor(a) principal: Zanchetta, Liz de Mello
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-07072022-075221/
• topic: Análise multiescala; Cement; Cementitious materials; Cimento; Concrete; Concreto; Filer calcário; Ligantes; Limestone filler; Material cimentício; Microestrutura; Microscopia eletrônica de varredura; Microstructure; mortar; Multiscale analysis; Scanning electron microscopy; X-ray microtomography

O crescente consumo mundial de cimento impõe para a indústria cimenteira a necessidade de redução das emissões de CO2 gerado na produção do cimento. Para isso, uma das estratégias é o desenvolvimento de ligantes com baixo teor de clínquer e diferentes materiais cimentícios suplementares (SCMs), reativos ou não. Filer calcário, material particulado, fino, pouco ou nada reativo e interessante pela perspectiva econômica e ambiental, vem sendo utilizado como substituto do clínquer (25% em massa no Brasil). Pesquisas em andamento já mostraram a viabilidade do uso em teores acima de 50%, mas existe ainda a necessidade de compreender a microestrutura destes novos materiais cimentícios. Neste estudo, microestruturas de pastas de cimento e concretos (zona de transição pasta-agregado) elaborados com até 70% de filer calcário foram analisadas por diferentes técnicas laboratoriais como microscopia eletrônica de varredura (MEV), porosimetria por intrusão de mercúrio (MIP), microtomografia de raios-X (XRM) e determinação das isotermas de sorção (IS) a fim de se obter uma caracterização multiescala. Foram detalhados os protocolos de preparação de amostras para MEV e XRM com objetivo de alcançar resoluções de imagens que pudessem retratar de forma fiel as feições da microestrutura e de comprovar a importância da etapa de preparação de amostras, principalmente para MEV. O método inédito de observação da microestrutura por MEV proporcionou análise detalhada, com resolução suficiente para observação de feições menores que 1m em áreas com 1mm2 nas pastas de cimento e 16mm2 nos concretos. Os resultados quantitativos de MEV e XRM não foram coerentes com resultados de outras técnicas e com valores estimados de literatura, mas as imagens geradas garantiram dados inéditos do efeito da substituição do clínquer por filer calcário. Para o desenvolvimento das isotermas de sorção foi proposta a construção inédita de câmara de umidade relativa, o que proporcionou a aferição da massa das amostras no mesmo ambiente de ensaio. Os resultados de IS e MIP foram coerentes entre si e com os valores estimados de literatura. Os resultados de resistência à compressão aos 28 dias de hidratação das pastas de cimento mostraram alta correlação com a porosidade capilar: menor a porosidade, maior a resistência, independentemente do teor de filer adicionado.