Química de materiais de construção : novas perspectivas de propriedades micro e macroscópicas de concretos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: BERENGUER, Romildo Alves
• Orientador(a): LIMA, Nathalia Bezerra de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Ciencia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Materiais não metálicos; Concreto; Argamassa; Adições minerais
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41517

Esta pesquisa, foi dividida em duas partes: (i) uma interpretação Química das atividades pozolânicas das adições minerais; (ii) uma perspectiva Química nas propriedades de concretos e dos riscos à saúde da utilização de resíduos agroindustriais. Na primeira parte, a espectroscopia de fluorescência de raios-X (FRX), mostrou que o forte índice das atividades pozolânicas da sílica ativa, medido pelo método de Chapelle modificado, estão relacionadas à sua eficiência em formar sistemas de silicato de cálcio hidratado (CSH), quando comparado com as adições de metacaulim e cinzas volantes. Além disso, os valores das propriedades termodinâmicas das reações de hidratação dos concretos, preparados com estas adições minerais, revelaram que as hidratações do cimento Portland foram similares. Os resultados de MEV/EDS mostraram que na superfície dos concretos com adições minerais, apresentaram semelhanças entre si, os quais, apresentam proporções maiores de SiO2 quando comparados com as amostras de referência. Adicionalmente, a difração de raios-X, mostrou que a presença dos sistemas minerais aumenta a formação da fase amorfa CSH. Pela perspectiva macroscópica, as análises quimiométricas das propriedades mecânicas dos concretos, mostraram que ao comparar todos os concretos, os materiais preparados com sílica ativa exibiram as melhores propriedades mecânicas e as referências, apresentaram as mais baixas. Enquanto os materiais preparados com metacaulim e cinzas volantes, suas resistências foram intermediárias, e seus comportamentos mecânicos foram semelhantes dentro do tempo de cura estabelecido, os quais foram estatisticamente comprovados pelo intervalo de confiança com uma significância de 0,05. Em relação à segunda parte, os experimentos de FRX, mostraram que as adições de cinza de bagaço de cana-de-açúcar, como materiais suplementares, aumentaram a presença de compostos inorgânicos reativos em concretos. Neste estudo foram estudadas duas cinzas, as quais, foram chamadas de SBA I e de SBA II. Propriedades termodinâmicas das reações de hidratação do cimento nos concretos preparados com estas cinzas, indicaram que estas reações químicas são espontâneas. Adicionalmente, análises térmicas mostraram diferenças significativas de perda de massa entre os materiais investigadas. Do ponto de vista estrutural e microestrutural, experimentos de difração de raios-X (DRX), mostraram que para as cinzas do bagaço de cana-de-açúcar hidratadas, havia quantidades significativas de fases amorfas. Esses resultados revelaram que os concretos preparados com cinzas, precisaram de um tempo de cura superior aos 91 dias para a formação de fases importantes no material, tal como a fase CSH. Dados de MEV/EDS revelaram que os concretos de referência e o CSBA II apresentaram uma quantidade significativa da fase CSH, quando comparado ao concreto CSBA I. Pela perspectiva macroscópica, as adições dos sistemas SBA I e SBA II em concretos, intensificaram as resistências à compressão axial (média de 50 MPa) quando comparada às amostras de referência (45 MPa). A partir destes resultados, as análises quimiométricas revelaram que após 365 dias tanto o CSBA I quanto as amostras de referência apresentam, estatisticamente, os mesmos resultados, enquanto o CSBA II apresentou maiores propriedades mecânicas quando comparado ao CSBA I e as de referência. É possível concluir que as cinzas, podem ser utilizadas como substitutos parciais do cimento Portland, que normalmente emite CO2 em sua fabricação. Sendo assim, a importância da pesquisa, permeia a explicação do comportamento micro e macroscópicos de materiais de construção a partir de estudos das propriedades ligadas a níveis moleculares.