Melhoramento de um solo granular por ativação alcalina de resíduos de cerâmica vermelha e cal de carbureto

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lotero Caicedo, Andres Mauricio
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: spa
• Palavras-chave em Português: Estabilização do solo; Resíduos industriais : Aproveitamento; Cimento; Geopolímeros
• Palavras-chave em Inglês: Alkaline activation; Alkaline cement; Ceramic residues; Carbide lime; Soil stabilisation; Porosity/binder index
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/218618

Os cimentos alcalinos surgiram recentemente como uma nova tecnologia para a produção de materiais com propriedades ligantes, como alternativa aos materiais tradicionais (por exemplo, cimento de clínquer Portland e cal), em resposta às limitações enfrentadas pelo atual uso em massa desses materiais tradicionais. Estes cimentos álcali-ativados têm se caracterizado por suas baixas emissões de CO2 e consumo de energia em seu processo produtivo, além da possibilidade de incluir resíduos e subprodutos de várias indústrias como precursores e ativadores para sua fabricação com respostas mecânicas comparáveis aos materiais tradicionais. Neste contexto, a presente pesquisa propõe inicialmente a síntese de diversos sistemas álcaliativados produzidos a partir de resíduos cerâmicos vermelhos (RCV) provenientes da indústria de construção e demolição, e cal de carbureto (CC), como subproduto da produção de gás acetileno, ativados com soluções de hidróxido de sódio, com o objetivo de determinar as condições de dosagem, entre precursores e ativador, que tendem a otimizar o desempenho mecânico deste cimento alternativo. Posteriormente, parâmetros chave em termos de resistência, rigidez e durabilidade são avaliados na melhoria dos solos granulares a partir da adição e ativação desses resíduos. Além disso, estudar a possibilidade de adaptar o parâmetro porosidade/volume teórico do agente cimentante (η/Biv) na estimativa da resposta mecânica. Em geral, foi possível definir condições de dosagem entre os materiais precursores e o ativador alcalino que tendem a maximizar a resistência e rigidez das pastas ativadas alcalinas, obtendo resistências à compressão de até 14,6 MPa em 7 dias de cura a temperatura ambiente. Foram identificados produtos de reação primária (géis cimentícios de composição muito heterogênea) do tipo C-S-H/C-A-S-H e silico-aluminatos alcalinos (C,N-A-S-H) coexistentes na matriz cimentícia. Foi verificado o efeito linear e quadrático da ordem crescente das adições do componente cimentício e da densidade de compactação, respectivamente, sobre a magnitude e a evolução da resposta mecânica do solo melhorado. Além disso, o efeito quadrático puro desta resposta mecânica foi determinado com a variação da concentração alcalina (%Na2O) tendendo a um valor ótimo independentemente da densidade e do conteúdo do precursor. Finalmente, foi possível correlacionar o índice η/Biv na previsão da resposta mecânica do solo melhorado, em função da concentração da solução alcalina para os diferentes tempos de cura. Estes podem ser usados como curvas de dosagem para aplicações práticas.