Desenvolvimento de um ligante álcali-ativado produzido a partir de cal de casca de ovo e cinza de casca de arroz para aplicação em elementos pré-fabricados

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ferreira, Flávio Antônio
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Compósitos cimentícios; Ativação alcalina; Casca de ovo; Cinza de casca de arroz
• Palavras-chave em Inglês: Alkali-activated cement; Rice husk ash; Eggshell lime; Sodium hydroxide; Potassium hydroxide; Mechanical properties; Microstructure; Thermal curing; Alkali content
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/256557

Cimentos álcali-ativados (AACs) vêm sendo pesquisados nos últimos anos e apontados como possíveis alternativas à utilização do cimento Portland, que tem na sua produção um alto impacto ambiental relacionado ao esgotamento de jazidas minerais e elevada emissão de CO2. AACs ainda podem ser produzidos a partir de resíduos e/ou subprodutos de diversos setores da economia. Um AAC produzido a partir de cinza de casca de arroz (RHA) e cal de casca de ovo (ESL), e ativados por NaOH e KOH foi desenvolvido na presente pesquisa. Um projeto composto de segunda ordem foi elaborado para avaliar a influência de parâmetros como relação ESL/RHA, teor de álcalis, relação água-ligante, temperatura de cura e tipo de ativador alcalino no desempenho mecânico do AAC proposto e obtenção da dosagem ótima. Estudos específicos ainda buscaram avaliar o efeito do tempo de cura térmica e do tempo de cura complementar à temperatura ambiente no desenvolvimento da UCS para o “ligante ótimo”, assim como o comportamento deste quando submetido a temperaturas elevadas. Por fim, o efeito de diferentes densidades de moldagem sobre o comportamento mecânico do “ligante ótimo” foi avaliado. Os resultados indicaram a relação ESL/RHA 30/70, 3% de teor de álcalis e temperatura de cura de 60°C como parâmetros ótimos, tendo a mistura atingido UCS de 18 MPa aos 3 dias de idade. Os resultados de XRD e FTIR mostram que a formação do gel C-S-H aumenta quando se aumenta a relação ESL/RHA até 30%, o teor de álcalis até 3% e a temperatura de cura até 60°C. Acima desses valores, a formação de C-S-H tende a diminuir. Os ligantes ativados por KOH obtiveram resultados de UCS em média 10% superiores aos ativados por NaOH. Após 2 horas de cura térmica o material já atinge 75% da resistência final e após 8 horas de cura térmica não há aumento significativo na UCS. Quando expostos a temperaturas elevadas, os ligantes ativados por NaOH não apresentaram perda de resistência, enquanto os ativados por KOH apresentaram queda de resistência a partir de 600°C, mas ainda preservando 63% de sua resistência inicial a 1000°C. Resultados de DRX e FTIR mostraram que o C-S-H se transformou em wollastonita após exposição a 800°C. Os resultados de UCS para a diferentes densidades de moldagem variaram entre 5 e 42 MPa, e apresentaram excelente correlação com o índice porosidade/teor volumétrico de ligante (π/Biv). Resultados de DRX e FTIR indicam que a densidade de moldagem não influencia na formação do gel C-S-H. Por fim, conclui-se que o ligante apresenta bom potencial apara aplicação em elementos pré-fabricados visto que atinge em apenas 8 horas resistências compatíveis às prescritas em normas de blocos com fins estruturais.