Eflorescência em geopolímeros à base de metacaulim : formação, efeitos e mitigação

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Longhi, Márlon Augusto
• Orientador(a): Kirchheim, Ana Paula
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Geopolímeros; Metacaulim; Eflorescência; Lixiviação
• Palavras-chave em Inglês: Geopolymer; Durability; Efflorescence; Metakaolin; Calcined kaolin sludge
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/211259

Os geopolímeros são um tipo de ligantes produzidos a partir de uma mistura entre um mineral aluminossilicato (conhecido como precursor) e uma solução altamente alcalina (ativador). Esse tipo de cimento tem grandes vantagens relacionadas à sua reduzida emissão de CO2 associada durante sua produção, assim como seu elevado desempenho quando é dosado e produzido corretamente. Apesar do atual desenvolvimento e interesse comercial nestes cimentos alternativos, tem-se ainda muitos questionamentos sobre sua de durabilidade em uso. Um desses fatores está relacionado a formação excessiva de eflorescência, decorrente do processo de lixiviação e carbonatação dos álcalis na superfície. Neste sentido, o objetivo desse trabalho é avaliar a susceptibilidade no desenvolvimento e/ou formação de eflorescências, seus efeitos mecânicos e microestruturais e meios de mitigar tal formação em geopolímeros produzidos com metacaulim como precursor. O metacaulim (MK) foi adotado como precursor por ser uma argila calcinada de elevada pureza (relação Si/Al ≈ 1 e baixo conteúdo de minerais contaminantes), elevada reatividade (alto conteúdo de fases amorfas) e homogeneidade comparada com outras adições minerais usados como precursores. Para isso, foram utilizados diferentes condições de ativação, tais como: tipo de íon alcalino (M+= Na+ ou K+), concentração de ativação expressa como percentual em peso de M2O (com valores entre 15 e 25%) e presença de silicato solúveis a partir da incorporação de silicato de sódio com diferentes módulos SiO2/M2O (MS entre 0 e 1,5). A susceptibilidade ao desenvolvimento de eflorescências foi avaliada e quantificada mediante análises físicas e químicas, alteração de aspecto visual e efeito nas propriedades microestruturais e mecânicas quando submetidos a diferentes condições de exposição. Também, a otimização dos critérios de dosagem, a utilização de reduzidos teores adições minerais, o uso de cimentos especiais e aditivos químicos foram avaliados como alternativa para redução de tal fenômeno. Os resultados demonstraram que a formação de eflorescência é dependente principalmente da estrutura porosa do geopolímero e da estabilidade dos álcalis na estrutura, os quais são determinados pelos teores de ativação. As amostras se mostraram susceptíveis aos efeitos associados a formação de eflorescência como carbonatação e lixiviação, o que causou uma redução no desempenho mecânico, decorrente da formação excessiva de cristais nos poros e superfície ou pelas mudanças microestruturais. Por fim, pode-se perceber que é possível reduzir e controlar a formação de eflorescência com a correta dosagem dos matérias e com o uso de outras adições minerais associadas ou aditivos.