Resistência Mecânica de Geopolímeros com Resíduos Industriais

Abstract

O ser humano está cada vez mais consciencializado para a necessidade de existir uma preocupação com a preservação do meio ambiente, assim como uma melhor gestão dos recursos naturais para não colocar em causa a sustentabilidade das gerações futuras. Para isso é necessário o contributo de todos os intervenientes. É sabido que o setor da construção civil é um grande foco de poluição ambiental e que consome quantidades exorbitantes de recursos naturais. Sendo a construção um bem necessário, só resta minimizar o seu impacto, razão pela qual se devem procurar vias alternativas que sejam menos agressivas no que toca à produção, aplicação e exposição de materiais utilizados. No âmbito desta dissertação procura-se viabilizar um ligante alternativo, obtido por ativação alcalina do metacaulino, em substituição do Cimento Portland Normal, o mais utilizado na construção. Seria ótimo a sua substituição por um material que no seu processo de fabrico não gerasse tão elevadas quantidades de dióxido de carbono. Com a utilização do metacaulino, procura-se também a incorporação de resíduos provenientes de indústrias, que já não têm qualquer utilidade, em substituição de parte deste ligante, perspetivando melhorar as características finais do material. Se for possível, consegue-se não só aproveitar os resíduos como se reduz na quantidade de ligante a utilizar. Consiste então, a presente dissertação na avaliação experimental da resistência de geopolímeros com resíduo industrial proveniente de pedreiras transformadoras de pedra calcária. O estudo envolve a substituição de 20% e 33% de ligante (metacaulino) pelo referido resíduo. Em ambos os casos procura-se também a influência da utilização desse resíduo cru, tal como provem da pedreira e a utilização deste previamente cozido a duas temperaturas distintas durante meia hora, 600º e 800ºC. Os resultados obtidos neste estudo, sendo um trabalho exploratório, permitem concluir que de um modo geral, a introdução dos diferentes tipos de calcário diminuiu a resistência à compressão e a resistência à tração por flexão do material de referência. A perda de resistência aumentou com o aumento da percentagem de resíduo na mistura. No entanto, o aumento da temperatura de cozedura traduz-se num ganho de resistência aparentando que a cozedura do calcário a aproximadamente 1000ºC iguale os parâmetros resistentes da mistura de referência.

The human being is increasingly aware of the need concerning the preservation of the environment, and concerning a better management of natural resources, that would not jeopardize the sustainability of future generations. As a consequence, contribution of all the actors is needed. It is known that the construction industry is a major focus of environmental pollution, and it consumes high quantities of natural resources. Being the construction an essential need, all we can do is to minimize the impact. Therefore it is necessary to look for alternative ways that are less aggressive in terms of production, application and use of the materials. This dissertation intents to study some properties of a binder obtained by alkaline activation as an alternative material to Normal Portland cement, which is the most used binder in construction. It would be great if this material would be replaced by a material that in its manufacturing process would not generate such high amounts of carbon dioxide. Using such binder, the incorporation of wastes from industries is also intended. Some wastes, with no utility, could replace part of the binder and can even improve the characteristics of the material. This way we are not only taking advantage of waste, but we are reducing the amount of binder at the same time. This dissertation presents an experimental program, which studies the strength of geopolymers coming from quarries of kaolin mixed together with industrial waste. The study involves the replacement of 20% and 33% of the binder by the waste. In both cases also to the intention is to study the influence of raw residue, coming directly from the quarry and the use of this material after being subjected to two levels of temperatures, 600ºC and 800ºC ,during 30 minutes. The results obtained in this study, being an exploratory work, led to the conclusion that, in general, the introduction of different types of limestone, decreased the compressive strength and tensile strength by bending of the material. The loss of strength increased with the increasing in the percentage of waste material in the mixture. However, the increasing of the cooking temperature means to a gain of strength and, eventually, a cooking of limestone at approximately 1000ºC equals the strength of the reference mixture.