Estudo da influência da substituição de fibra de vidro comercial por fibra de vidro residual em pasta geopolimérica porosa

Abstract

Com a constante busca por materiais mais sustentáveis para a construção civil, o geopolímero vem ganhando espaço como uma alternativa em relação ao uso do cimento Portland. Isso se dá pela grande quantidade de CO2 gerada na produção do cimento Portland, enquanto essas emissões são severamente reduzidas na produção de geopolímeros. Os geopolímeros são originados da reação alcalina entre materiais com composição predominante de alumina (Al2O3) e sílica (SiO2), e endurecem através do fenômeno da geopolimerização. A principal fonte de aluminossilicatos utilizada na produção de geopolímeros é o Metacaulim. A solução alcalina composta por hidróxido de sódio e silicato de sódio, com concentração de 10 molar, foi utilizada como ativador da reação. Com o intuito de garantir menor densidade ao material, e por consequência menor peso, adicionou-se à mistura o pó de alumínio, liberando gases que permitem a criação de poros. E para conferir mais resistência mecânica, principalmente à flexão, foi adicionada fibra de vidro. A fim de encontrar uma forma de reduzir o descarte de fibras de vidro, nesta pesquisa, a fibra de vidro comercial foi substituída, em diferentes teores (0%, 33%, 67% e 100%), por uma fibra de vidro residual, proveniente de descarte da indústria. Portanto, essa pesquisa teve como objetivo avaliar a influência dessa substituição na densidade aparente, porosidade aberta, absorção de água e resistência à flexão, no estado endurecido, aos 28 dias, de uma pasta geopolimérica porosa. Os resultados demonstraram que a substituição de fibra de vidro comercial por residual, teve a capacidade de diminuir a densidade em até 20% e aumentar a resistência à flexão em 47%, cerca de 0,50 MPa, em comparação a uma formulação sem fibras de vidro, ou manter os mesmos níveis em relação a formulações onde toda a fibra de vidro é comercial. Além do fato de ser uma alternativa mais sustentável, estes resultados tornam viável a substituição da fibra de vidro comercial por fibra de vidro residual em geopolímeros.

With the constant search for more sustainable materials for civil construction, geopolymer has been gaining ground as an alternative to the use of Portland cement. This is due to the large amount of CO2 generated in the production of Portland cement, while these emissions are severely reduced in the production of geopolymers. Geopolymers originate from the alkaline reaction between materials with a predominant composition of alumina (Al2O3) and silica (SiO2), and harden due to the polymerization phenomenon. Metakaolin is the main source of aluminosilicates used in the production of geopolymers. The alkaline solution composed of sodium hydroxide and sodium silicate, with a concentration of 10 molar, was used as the reaction’s activator. In order to ensure less density to the material, and therefore less weight, aluminum powder was added to the mixture, releasing gases that allow the creation of pores. And to provide more mechanical resistance, mainly flexural strength, glass fiber was added. In order to find a way to reduce the disposal of glass fibers, in this research this, the commercial glass fiber was replaced, at different levels (0%, 33%, 67% e 100%), by a residual glass fiber, coming from industrial disposal. Therefore, this research aimed to evaluate the influence of this substitution apparently density, open porosity, water absorption and flexural strength in the hardened state, at 28 days, of a porous geopolymer paste. The results exposed that replacing commercial glass fiber with residual fiber had the ability to decrease density by up to 20% and increase flexural strength by 47%, about 0.50 MPa, compared to a formulation without glass fiber, or maintain the same levels for formulations where all the glass fiber is commercial. In addition to being a more sustainable alternative, these results make it feasible to replace commercial glass fiber with residual glass fiber in geopolymers.