Uso da lignina kraft de eucalipto oxidada como composto plastificante em concreto - Albertassi, Dalila Batista (2019)
A crescente busca pela ampliação da produção das fábricas de celulose kraft incentiva pesquisas para encontrar alternativas e tecnologias avançadas que permitam mitigar as limitações de produção, principalmente com relação à capacidade das caldeiras de recuperação e dos fornos de cal. O aproveitamento de uma parcela da lignina presente no licor negro para geração de subprodutos ganha destaque por permitir o aumento de produção de fibras sem prejudicar a recuperação de químicos na caldeira, o abastecimento de energia e de vapor para as fábricas. Diversos estudos estão sendo feitos para desenvolvimento de novos produtos, sendo um deles a transformação da estrutura da lignina para produção de plastificante de concreto. Já foram realizados estudos sobre oxidação alcalina com oxigênio molecular para ligninas soda, porém para a lignina kraft os estudos ainda são recentes. Por isso, esse trabalho teve como objetivo realizar uma modificação na estrutura da lignina kraft de eucalipto a partir da oxidação alcalina com oxigênio molecular e analisar o resultado dessa modificação nas propriedades dispersantes de partícula de cimento, comparando o efeito plastificante dessas ligninas modificadas no concreto com um lignossulfonato, aditivo plastificante comercial. A dissertação foi dividida em três capítulos. O Capítulo 1 apresenta uma revisão atualizada sobre a lignina kraft, o seu potencial de utilização como plastificante de concreto e a transformação de sua estrutura a partir da oxidação alcalina com oxigênio molecular. Apresenta, também, uma revisão sobre concreto e os tipos de aditivos empregados atualmente na indústria de construção civil. O Capítulo 2 apresenta um estudo de produção de aditivos plastificantes pela oxidação da estrutura da lignina kraft de eucalipto com oxigênio molecular. O Capítulo 3 avalia o efeito plastificante da adição da lignina modificada no concreto, comparando-o a um lignossulfonato. Para produção dos aditivos, as ligninas foram submetidas ao processo de oxidação em um reator PARR 4555-85, série 5G & 10L, com capacidade de 20 litros. A concentração de lignina, a concentração de oxigênio, a temperatura e o tempo de reação foram variados para estudo de otimização. Esses parâmetros foram avaliados segundo a determinação do pH e da quantidade de grupos carboxílicos formados. Para análise do desempenho plastificante, foram produzidos concretos e pastas com e sem aditivos plastificantes. Os concretos frescos foram analisados segundo a consistência inicial eo teor de ar incorporado. Os concretos endurecidos foram analisados quanto à resistência à compressão axial e à difratometria de raios-X. As pastas foram avaliadas quanto ao tempo de pega e vida-útil. De forma geral, o aditivo que obteve melhores resultados para utilização como plastificante no concreto foi o produzido com 20% de lignina, tratado a 90˚C com 40% de oxigênio em peso de lignina, durante 60 min de reação. Esse aditivo apresentou o maior resultado de abatimento do tronco de cone, o menor tempo de pega (não afetando essa propriedade) e baixa incorporação de ar. Apesar de diminuir a resistência à compressão axial, há grande potencial em utilizá-lo para redução de água na produção do concreto. Palavras-chave: Lignina Kraft. Concreto. Plastificante. Cimento.