Estudo da retração em sistemas álcali-ativados híbridos produzidos a partir dos resíduos industriais CZP e CCA

Abstract

Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o efeito da retração em sistemas álcali-ativados (AA), por este parâmetro apresentar grande influência na durabilidade do produto, e por resultados frequentes de pesquisas onde os AA?s vêm apresentando magnitudes relativamente superiores de retração comparado ao cimento Portland (CP). Para isso, esse trabalho avaliou a retração na matriz de AA?s híbridos a base de cinza pesada (CZP) e cinza da casca de arroz (CCA). As retrações foram avaliadas em pastas, para a retração química, e em argamassa para a retração por secagem e autógena, sendo que as variações dimensionais destas argamassas foram observadas periodicamente até os 90 dias de idade. Três condições de secagem foram usadas por meio da exposição das argamassas em diferentes ambientes de umidades relativas (UR > 85%, UR ? 60% e UR < 40%). Comparativamente, as análises foram realizadas em sistemas compostos somente com cimento Portland, com mesma relação a/c. As argamassas também foram caracterizadas quanto às propriedades mecânicas, resistência à compressão, tração na flexão e módulo de elasticidade dinâmico por meio de ultrassom. A identificação da microestrutura e porosidade formadas foram realizadas com uso de análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV), levantamento das isotermas de adsorção e dessorção por nitrogênio, e absorção por capilaridade. E, para finalizar, os produtos de reação dos sistemas AA foram identificados pelas técnicas de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TG) e MEV. A partir dessas análises, chegou-se a parâmetros que influenciam nas magnitudes dessas retrações, onde a retração química não se apresentou como responsável por esses mecanismos, sendo estes decorrentes principalmente da retração autógena, até quatro vezes superior nos AA?s em comparação ao traço de referência. E também quanto a sensibilidade pela variação de umidade relativa do ambiente dos AA?s frente a retração por secagem. Sendo que a magnitude dessas retrações foi justificada principalmente pelas reorganizações na microestrutura dos aluminossilicatos, menor quantidade de água ligada quimicamente nesses géis amorfos, gerando maior quantidade de água livre no sistema, e mecanismo de auto-dessecação decorrente da maior quantidade de micro poros do sistema híbrido de CCA.

Abstract: The main purpose of this study was to investigate the influence of shrinkage on alkali-activated cements (AAC), since it has a great influence on the durability of the product, and based on published literature where the AAC?s present relatively higher magnitudes of shrinking compared to Portland Cement (PC). The present study compares the behavior of hybrid AAC?s based on bottom ash and rice husk ash during chemical, autogenous an hydraulic shrinkages, as the dimensional variations of the mortars where observed periodically until 90 days of age. Three drying conditions were used by exposing the mortars at three relative humidity environments (RH > 85%, RH ? 60% and RH < 40%. All systems were compared to Portland Cement, with the same w/c ratio. The mortars where also characterized for mechanical properties, compressive strength, tensile strength and dynamic elasticity modulus by ultrasound. Microstructure analysis was carried out by means of SEM analysis, adsorption and desorption isotherms (N2), and water absorption by capillarity. The reaction products of the AAC systems were identified by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-Ray diffractometry (XRD), termograviometric analysis (TA) and SEM. From this analyzes, we reached parameters that influence the magnitudes of these shrinkages, where the chemical shrinking did not appear as responsible for these mechanisms, these being mainly due to the autogenous shrinking, up to four times higher on the AAC?s when compared to the reference. As well as the sensitivity of the AAC?s to humidity variation in the drying shrinkage. The magnitude of the shrinkages was justified mainly by the reorganizations on the aluminosilicates microstructure, lower amount of chemically bound water in this amorphous gels, leading to a greater amount of free water on the system, and self desiccation mechanism due to the greater amount of micro pores in the hybrid rice husk ash system.