Obtenção de argamassas geopoliméricas por meio de ativações ácida e básica formuladas a partir de resíduo de mineração de ardósia
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Data
2024-02-28
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
Desde meados dos anos 70, argamassas ou concretos geopoliméricos são obtidas a partir de ativações alcalinas em misturas com matérias-primas naturais ou resíduos, ricos em sílica (SiO2) e alumina (Al2O3), pelo método de processamento de two parts. De uma forma geral, esses polímeros inorgânicos apresentam razoável desempenho mecânico, resistência térmica e triboquímica. A literatura tem mostrado que os resíduos minerários (pulverulento) de barragens de ardósia ricos em aluminosilicatos, podem ser reaproveitados para obtenção de compósitos geopoliméricos por meio de ativação alcalina com o hidróxido de potássio (KOH) ou sódio (NaOH), ou ainda com outras soluções aquosas básicas e.g. silicatos de sódio. Atualmente na literatura, se observa uma tentativa de aprimorar a síntese de compostos geopoliméricos por ativação ácida, denominados silicoaluminofosfatos, entre as diversas soluções aquosas fosfáticas e outras descritas na literatura, foi selecionado para este estudo exploratório o uso do ácido fosfórico (H?PO?), grau alimentício com concentração de 85%. Como escopo desse trabalho de pesquisa pretendeu-se avaliar a potencialidade do uso resíduo de mineração de ardósia como matéria-prima na síntese de compósitos geopoliméricos pelo método de two parts para aplicações na construção civil como argamassas e confecção de estruturas auxiliares de pavimentação, placas de vedação ou em construções de steel frame. A matéria-prima foi otimizada por moagem no moinho de bolas nos períodos de 7 horas, 2 horas e 15 minutos, até encontrar a granulometria desejada para obtenção da geopolimerização. Os materiais passaram por análise granulométrica a laser, caracterizações físico-químicas por FRX, DRX, e MEV tanto da matéria-prima quanto dos corpos de prova (CPs) geopoliméricos. Durante o processamento dos CPs foram analisados o tempo de pega, e na sequência foram avaliados o comportamento mecânico dos CPs por meio de ensaios de compressão aos 28 dias. Os resultados da resistência mecânica à compressão revelaram-se satisfatórios, evidenciando aumentos significativos nos traços (1 e 2) de mistura alcalina, com correspondentes de 714%, 284% respectivamente. Na mistura ácida, a resistência alcançou um aumento de 78,52%, indicando um potencial satisfatório para aplicação em alvenaria não estrutural. Por meio de uma análise preliminar dos resultados foi esboçado um Estudo de Viabilidade Técnica, Econômica e Ambiental (EVTEA) baseado em normas técnicas, integrando o resíduo estudado com a construção civil que demanda grande volume de matérias-primas, com a finalidade de elaborar sob a ótica socioeconômica um demonstrativo do resultado do exercício (DRE), se os benefícios advindos do reaproveitamento superam os custos previstos de processamento. Assim como sugerido pelo EVTEA conclui-se que o resíduo de ardósia pode ser aplicado como argamassa em estruturas auxiliares de pavimentação de vias públicas utilizando a técnica de geopolimerização.
Descrição
Palavras-chave
Cimento, Polímeros inorgânicos, Resíduos sólidos - Minas e Mineração, Ativação (Química)