Estudo da ativação via carbonatação acelerada da escória granulada de alto forno (EGAF) para a produção de ligante especial
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Data
2023-02-27Primeiro coorientador
Vargas, Alexandre Silva de
Primeiro membro da banca
Bertuol, Daniel Assumpção
Segundo membro da banca
Gomes, João Paulo de Castro
Metadata
Mostrar registro completoResumo
A produção do clínquer, principal matéria-prima do cimento Portland, exige uma
temperatura de aproximadamente 1450°C, para calcinação das matérias primas, com
elevado consumo de calcário e argila e altas emissões de CO2. Nesse cenário, se
fortalece a necessidade de desenvolvimento de materiais cimentícios de menor
impacto ambiental. Este trabalho teve como objetivo estudar a ativação por
carbonatação acelerada da escória granulada de alto forno (EGAF) para a produção
de ligante especial. O programa experimental foi desenvolvido em duas etapas: na
primeira etapa foi desenvolvida a câmara de carbonatação para a realização do
processo de carbonatação acelerada da EGAF; na segunda etapa foram preparados
os corpos de prova (CPs) de argamassa à base de EGAF para serem submetidos à
ativação acelerada por CO2. Foram moldados CPs cilíndricos (diâmetro de 3 cm e a
altura de 5 cm) com traço, em massa, de 1:3 (EGAF e areia quartzosa), areia
(igualmente dividida em quatro granulometrias: 1,2; 0,6; 0,30; 0,15 mm), e relação
água/materiais secos de 0,10. Os CPs foram submetidos ao CO2 com pressão
constante de 1 bar na câmara de carbonatação acelerada, tendo como variáveis de
estudo a temperatura de exposição (20°C, 40°C e 60°C) e o tempo de ativação por
CO2 (2h, 4h e 6h). Amostras referência (não expostas a ativação acelerada por CO2)
foram preparadas e mantidas em sala climatizada a 20°C com umidade relativa de
65%. Ensaios de resistência à compressão foram realizados nos CPs nas idades de
14 e 28 dias. Análises mineralógicas (DRX) e morfológicas (MEV) das amostras foram
realizadas na idade de 14 dias. Os resultados de resistência à compressão indicaram
que tanto o aumento da temperatura, de 20°C para 40°C e de 20°C para 60°C, quanto
o aumento do tempo exposição, de 2h para 4h e de 2h para 6h, assim como a
interação entre as duas variáveis no processo de ativação acelerada por CO2 tiveram
efeito significativo na elevação da resistência das amostras. A resistência à
compressão média das amostras curadas a 20°C por 2h, na idade de 14 dias, foi de
1,40 MPa. Por outro lado, a resistência média à compressão das amostras curadas a
60°C por 6h, na idade de 28 dias, foi de 6,27 MPa. Essa foi a maior resistência média
à compressão obtida. Apesar disso, como a análise estatística não resultou em
diferença significativa entre as resistências das amostras 60°C/6h e 60°C/4h, isso
indica que as condições otimizadas do processo seriam a 60°C/4h. Este
comportamento corrobora o aumento da densificação da matriz verificada com o MEV,
que aconteceu de forma semelhante a 60°C/4h e 60°C/6h. Com o auxílio do DRX,
foram identificadas fases cristalinas de calcita e aragonita nas amostras submetidas à
carbonatação acelerada. Essas fases não foram identificadas nas amostras controle
(sem processo de carbonatação), que apresentaram resistência média à compressão,
aos 28 dias, de 0,59 MPa.
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