Desenvolvimento e caracterização de cimentos LC3 – cimentos ternários a base de argila calcinada e calcário – a partir de matérias primas do Rio Grande do Sul

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Malacarne, Camila Salvi
• Orientador(a): Kirchheim, Ana Paula
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Cimento; Minerais; Materiais de construção; Sustentabilidade; Argilito
• Palavras-chave em Inglês: Alternative cements; Mineral additions; Supplementary cementitious materials; Sustainability in the production of cement
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/214512

A substituição de uma fração do clínquer por Materiais Cimentícios Suplementares (MCS) tem sido utilizada há décadas e com eficiência pela indústria cimenteira como medida para reduzir seu impacto ambiental. Levantamentos realizados tanto a nível nacional quanto global, no entanto, demonstram que a disponibilidade dos MCS tradicionalmente mais utilizados, a exemplo da escória de alto forno (GGBS) e da cinza volante (CV), não irá acompanhar o crescimento da produção de cimento nos próximos anos, especialmente em países em desenvolvimento como o Brasil. Recentemente, a utilização de fíler calcário e argila calcinada como MCS tem ganhado crescente interesse internacional com o desenvolvimento dos cimentos ternários LC³ (Limestone Calcined Clay Cement). Diversos estudos demonstraram que a substituição de até 45% do clínquer por uma combinação destes dois materiais é capaz de obter desempenho similar ao cimento Portland sem adições, mesmo com a utilização de argilas com baixo teor do argilomineral caulinita. A principal vantagem desses MSC está em sua ampla disponibilidade na natureza, em quantidades que superam a produção mundial de cimento. À vista disso, essa pesquisa teve por propósito avaliar a viabilidade da utilização de fontes diversas de matérias primas do RS para produção de cimentos LC3 com baixo teor de clínquer (50%). Foram produzidos quatro cimentos LC3, na proporção 50:30:15:5 (clínquer:argila calcinada:calcário:gipsita), variando a fonte de argilominerais (uma argila natural e um resíduo) e dois tipos de calcário. Para comparação foram produzidos um cimento referência com 45% de pó de quartzo e um CP IV com 40% de CV. Os cimentos produzidos foram caracterizados e comparados com ênfase nos produtos de hidratação, na cinética de hidratação, na demanda de água, na reologia e na resistência à compressão até os 91 dias. Enquanto os cimentos REF e CP IV demonstraram, basicamente, o desenvolvimento das fases etringita, portlandita e monossulfoaluminato, foi também visível nos cimentos LC3 a formação de fases carboaluminatos (mono e hemicarboaluminatos), com maior intensidade a partir dos 7 dias. Uma maior demanda de água (de 5 a 18%), tensão de escoamento (de 8 a 104%) e viscosidade (de 2,7 a 5,3 vezes superior) foram identificadas nas pastas com argila calcinada em comparação ao CP IV, em função da elevada finura e formato irregular das partículas dos argilominerais. O elevado desenvolvimento de resistência aos 7 dias alcançado com a utilização da argila natural, 88% superior ao CP IV, apresenta-se como um diferencial dos cimentos LC³ em relação aos demais cimentos com MCS presentes no mercado.