Avaliação da lama vermelha como material pozolânico em substituição ao cimento para produção de argamassas

Abstract

A propriedade pozolânica da lama vermelha, bem como a sua avaliação ambiental, quanto aos metais lixiviados e solubilizados são analisados nesta pesquisa. A lama vermelha é um resíduo proveniente do refino da bauxita durante o processo Bayer para a produção da alumina e posterior produção do alumínio. A primeira etapa do trabalho compreendeu em caracterizar a lama vermelha através dos ensaios de fluorescência de raios-X (EDX), difração de raios-x (DRX), análise térmica diferencial (ATD), granulometria à laser e massa específica. Posteriormente, para avaliação ambiental da lama vermelha efetuou-se o ensaio de lixiviação e solubilização, conforme NBR 10005 e NBR 100006 (2004), respectivamente. Ensaios de avaliação de atividade pozolânica através do consumo de hidróxido de cálcio, utilizando-se análise térmica diferencial foram executados em amostras de lama vermelha seca e calcinada nas temperaturas de 600, 700, 800 e 900ºC durante um período de 1 hora. Também, para efeitos comparativos, executou-se o ensaio de avaliação da atividade pozolânica de acordo com a NBR 5752 (1992). Para avaliação dos compostos hidratados em pastas produzidas com 5,10 e 15% de lama vermelha em substituição ao cimento realizou-se o ensaio de difração de raios-X e análise térmica diferencial. A influência da lama vermelha sobre a cinética de hidratação das pastas foi verificada utilizando o ensaio de calorimetria semi-adiabática. Os resultados dos extratos lixiviados da lama vermelha demonstraram que os metais pesados arsênio, cádmio, cromo e selênio apresentam valores superiores aos estipulados pela NBR 10005 (2004). Também, as concentrações dos metais cobre, arsênio, cádmio e cromo solubilizados foram superiores ao estabelecido pela NBR 10006 (2004). Os resultados da avaliação da atividade pozolânica, formação de compostos hidratados e calor de hidratação em pastas mostraram que a lama vermelha em estudo apresenta certa atividade pozolânica e poderá substituir parcialmente o cimento para produção de argamassas.

The pozzolanic properties of the red mud, as well as, its environmental assessment, regarding the leached and solubilized metals, are analyzed in this research. Red mud is a waste from the bauxite processing via the Bayer process for the production of alumina and later production of aluminium. The first part of the research focused on characterizing the red mud through energy dispersive x-ray (EDX), x-ray diffraction (XDR), differential thermal analysis (DTA), particle size distribution by laser, specific gravity. Subsequently, for the red mud environmental assessment, leaching and solubilization tests were carried out, according to NBR 10005 and NBR 100006 (2004), respectively. Pozzolanic activity determination through calcium hydroxide consumption, using differential thermal analysis, was carried out in dried red mud samples; they were calcined at the temperatures of 600, 700, 800 and 900ºC for one hour. For means of comparison, the pozzolanic activity determination according to NBR 5752 (1992) was also performed. For the assessment of the hydrated compounds in pastes produced with 5,10 and 15% of red mud in substitution of cement, the x-ray diffraction and the differential thermal analysis were performed. The influence of red mud on cement pastes hydration kinetics was assessed using semi-adiabatic calorimetry. The results of the leached extracts from red mud showed values of the heavy metals arsenic, cadmium and selenium above the standards of NBR 10005 (2004). Moreover, the concentrations of copper, arsenic, cadmium and chromium solubilized were above the standards of NBR 10006 (2004). The results of the pozzolanic activity determination, hydrated compounds formation and the hydration heat in pastes showed that the red mud under study shows some pozzolanic activity and will be able to partially replace cement for the production of mortars.