Desenvolvimento e avaliação de um cimento de oxissulfato de magnésio para aplicações de construção e engenharia civil

• Autor(a) principal: Molano, Juan Camilo Adrada
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-30052023-102037/
• topic: Calcário dolomítico; Cimento Portland; Dolomitic limestone; Fiber cement; Fibrocimento; Magnesium oxide; Magnesium oxysulfate; Magnesium sulphate; Óxido de magnésio; Oxissulfato de magnésio; Portland cement; Sulfato de magnésio

O cimento de oxissulfato de magnésio (MOS) é um aglutinante não convencional, produzido pela reação de óxido de magnésio (MgO) e uma solução de sulfato de magnésio, apresenta vantagens de resistência ao fogo, leveza, baixa alcalinidade e baixo consumo de energia, sendo a produção de painéis leves a principal aplicação. No entanto, sua instabilidade em condições de alta umidade, que resulta na redução de sua resistência mecânica, diminuiu sua inserção no mercado em uma escala maior. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo desenvolver e avaliar diferentes composições de cimento MOS a partir de reagentes comerciais de pureza industrial e analítica e adições minerais, visando a produção de painéis leves reforçados com fibras celulósicas. Para esse fim, esta pesquisa está estruturada em duas etapas, a primeira investigou os efeitos da relação molar MgO/MgSO4 e a substituição de oxido de magnésio (MgO) por calcário dolomítico (CD) nas propriedades mecânicas, físicas e reológicas, e na formação das fases de hidratação. Os mecanismos de ação correspondentes foram identificados e explorados em vários aspectos, incluindo testes de resistência à compressão, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), Calorimetria Isotérmica e Análise Termogravimétrica (TGA). Os resultados mostraram que, a substituição de MgO por CD diminuiu a velocidade de reação e taxa de liberação de calor gerado no processo de hidratação do cimento MOS, como também, reduziu a quantidade de MgO não hidratado e formação de Mg(OH)2 tardia; a substituição contribuiu também, com o aumento da porosidade aparente, promovendo uma maior formação de carbonatos de magnésio (MgCO3) e melhorando a resistência mecânica. Através da caracterização da matriz cimentícia (DRX e TGA) foi possível identificar fases como brucita, periclase e a fase 318. Com base nos resultados obtidos na primeira etapa, o sistema combinado ideal para a produção de painéis leves reforçados com fibras foi selecionado. Diferente ao sistema tradicional de produção de compósitos pelo método de Sucção à Pressão Negativa e Prensagem, foi necessário adaptar uma relação água/cemento menor para os painéis de cimento MOS, e conseguir a formação de fases de hidratação no sistema MgO:MgSO4:H2O. A caracterização de placas comerciais de cimento MOS mostrou a necessidade de produzir fases de hidratação mais estáveis, como a fase 517, para melhorar a durabilidade dos compósitos. Dessa forma, o desenvolvimento desta pesquisa determinou a capacidade de aplicação do cimento de oxissulfato de magnésio em materiais de construção civil, como painéis leves.