A definição da composição das argamassas e pastas foi algo necessário de efetuar previamente a todos os ensaios e estudos. Trata-se de um tema recente e portanto as composições serão calculadas mediante pressupostos, onde ser irá variar razões de água/ligante, definir trabalhabilidades e estipular qual a percentagem de ligante e ativador se irá usar.
Tendo por base o artigo científico publicado por Kim et al (2013)., onde o se verifica que foi estudada uma pasta deste novo tipo de ligante com 6,25% (valores percentuais de Óxido
Al2O3 0,10% CaO 97,76% CuO 0,02% Fe2O3 0,10% K2O 0,01% MgO 1,16% SO3 0,62% SiO2 0,15% SrO 0,04% Cl 0,03%
Hidróxido de Cálcio
de cálcio/Hidróxido de Cálcio, referentes ao peso das escórias de aciaria) e onde usaram uma razão de água/ligante de 0,4 em ambas as misturas, pretende-se neste presente trabalho alargar esta investigação através da realização das seguintes misturas (pastas) numa fase inicial:
Mistura de escórias de aciaria e óxido de cálcio (em percentagens de 6.25%-10%- 20%-30% do peso de escórias de aciaria) com duass razões de água/ligante (0.2- 0.3);
Mistura de escórias de aciaria e hidróxido de cálcio (em percentagens de 6.25%- 10%-20%-30% do peso de escórias de aciaria) com duass razões de água/ligante (0.2-0.3).
Através dos resultados obtidos na fase inicial, foi necessário numa segunda fase, para o estudo em questão ensaiar diferentes tipologias de pastas, sendo adicionadas cinzas volantes de forma a se tentar obter melhores resultados. Perante isto e tendo por base os resultados obtidos nas pastas anteriores, foram selecionadas as duas melhores percentagens de óxido de cálcio e apagada e realizadas assim num total 8 pastas que se descrevem seguidamente
Misturas compostas por escórias de aciaria e cinzas volantes (em percentagens 50%-50%) e óxido de cálcio/hidróxido de cálcio (nas duas melhores percentagens aferidas nos ensaios anteriores), sendo essas percentagens de cal em proporção ao peso de escórias de aciaria + cinzas volantes, com uma razão de água/ligante=0.3. Misturas compostas por escórias de aciaria e cinzas volantes (em percentagens
70%-30%) e óxido de cálcio/hidróxido de cálcio (nas duas melhores percentagens aferidas nos ensaios anteriores), sendo essas percentagens de cal em proporção ao peso de escórias de aciaria + cinzas volantes, com uma razão de água/ligante=0.3.
Para finalizar foram realizadas argamassas tendo por base os melhores resultados obtidos nas diversas pastas sendo neste caso definidas as trabalhabilidades. Resumidamente pode- se dizer que foram realizadas as seguintes argamassas:
Argamassas compostas por agregados (areia) e o ligante (escórias de aciaria + cinzas volantes + óxido de cálcio/hidróxido de cálcio (nas duas melhores percentagens aferidas nos ensaios anteriores sendo essas percentagens em relação ao peso de escórias de aciaria de alto forno);
Argamassas compostas por agregados (areia) e o ligante (escórias de aciaria + cinzas volantes + óxido de cálcio/hidróxido de cálcio (nas duas melhores percentagens aferidas nos ensaios anteriores sendo essas percentagens em relação ao peso de escórias de aciaria de alto forno));
Argamassa composta por agregados (areia) e o ligante (cimento Portland).
Fazendo recurso dos materiais anteriormente apresentados foi possível relacionar todos eles de modo a se verificar as corretas quantidades de cada um por pasta/argamassa.
Devido a se ter caracterizado os materiais previamente serão usados os seguintes dados apresentados no quadro 12.
Quadro 12 Massas volúmicas reais dos materiais usados
Unidade Massa volúmica real do material Escórias de aciaria kg/m3 3480 Cinzas Volantes kg/m 3 2300 Agregados kg/m 3 2674 Água kg/m 3 1000 Óxido de cálcio kg/m 3 3310 Hidróxido de cálcio kg/m 3 2240
Usando a expressão genérica e sabendo que os provetes têm a dimensão de 40 x 40 x 160 mm3 chegou-se aos valores necessários.
Pastas de escórias de aciaria
(4)
Pastas de escórias de aciaria + cinzas volantes
(5) 𝐸𝑠𝑐. Ɣ𝐸𝑠𝑐.+ 𝐶𝑎𝑙 Ɣ𝐶𝑎𝑙+ 𝐴𝑔𝑢𝑎 Ɣ𝐴𝑔𝑢𝑎+ 𝑉𝑣 = 1 m 3 𝐸𝑠𝑐. Ɣ𝐸𝑠𝑐.+ 𝐶𝑎𝑙 Ɣ𝐶𝑎𝑙+ 𝐶𝑖𝑛𝑧𝑎𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 Ɣ𝐶𝑖𝑛.𝑣𝑜𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 + 𝐴𝑔𝑢𝑎 Ɣ𝐴𝑔𝑢𝑎+ 𝑉𝑣 = 1 m 3
Argamassas de escórias de aciaria
Argamassas de escórias de aciaria + cinzas volantes
(7)
Os cálculos efetuados (mediante as expressões demonstradas anteriormente) encontram-se representados no Anexo I, apresentando as composições das diversas pastas e argamassas.
Dado que serão realizados ensaios à compressão aos 7, 14 e 28 dias e ensaios de capilaridade aos 28 dias foi necessário para cada mistura criar 4 provetes iguais (1 molde + 1/3 molde).
Fazendo pequenas experiências iniciais em pequenas proporções, foi possível verificar que as composições assumidas para as diversas pastas eram capazes de obter resistências mínimas para realização dos diversos ensaios (Figura 18).
Figura 18 Experiencias iniciais com pastas para definição de razões água/ligante e percentagens de cal
As experiências em cima demonstradas permitiram verificar que razões de (água/ligante)>0,3 seriam demasiado fluídas e não permitiriam obter consistência suficiente para se poderem desmoldar 24 horas após a sua realização. Entendeu-se desta forma que deveriam ser usadas razões (água/ligante) mais baixas até que fosse atingido um limiar da sua consistência que satisfizesse todas as misturas a realizar.
𝐸𝑠𝑐. Ɣ𝐸𝑠𝑐.+ 𝐶𝑎𝑙 Ɣ𝐶𝑎𝑙+ 𝐴𝑟𝑒𝑖𝑎 Ɣ𝐴𝑟𝑒𝑖𝑎+ 𝐴𝑔𝑢𝑎 Ɣ𝐴𝑔𝑢𝑎+ 𝑉𝑣 = 1 m 3 (6) 𝐸𝑠𝑐. Ɣ𝐸𝑠𝑐.+ 𝐶𝑎𝑙 Ɣ𝐶𝑎𝑙+ 𝐶𝑖𝑛𝑧𝑎𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 Ɣ𝐶𝑖𝑛.𝑣𝑜𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 + 𝐴𝑟𝑒𝑖𝑎 Ɣ𝐴𝑟𝑒𝑖𝑎+ 𝐴𝑔𝑢𝑎 Ɣ𝐴𝑔𝑢𝑎+ 𝑉𝑣 = 1 m 3
Dado que as misturas têm composições diferentes, a consistência dentro da mesma gama de razão (água/ligante) diferenciava-se entre elas.
Devido à numerosa quantidade de composições executadas (Anexo I), optou-se por se adotar uma nomenclatura que permite identifica-las facilmente. Apresenta-se no Quadro 13 um resumo da nomenclatura adotada paras as várias composições de pastas produzidas com 100% de escórias de aciaria sendo os seus constituintes explícitos mais detalhadamente no Anexo I.
Quadro 13 Nomenclatura das pastas realizadas com escórias de aciaria
Designação Pasta_E100+C6,25-0,2 Pasta_E100+C10-0,2 Pasta_E100+C20-0,2 Pasta_E100+C30-0,2 Pasta_E100+C6,25-0,3 Pasta_E100+C10-0,3 Pasta_E100+C20-0,3 Pasta_E100+C30-0,3 Pasta_E100+CH6,25-0,2 Pasta_E100+CH10-0,2 Pasta_E100+CH20-0,2 Pasta_E100+CH30-0,2 Pasta_E100+CH6,25-0,3 Pasta_E100+CH10-0,3 Pasta_E100+CH20-0,3 Pasta_E100+CH30-0,3 E quantidade em massa de escórias de forno de arco elétrico em relação à massa total do ligante (%)
C quantidade de massa do ativador óxido de cálcio em relação à massa total de escórias de forno de arco elétrico (%)
CH quantidade de massa do ativador hidróxido de cálcio em relação à massa total de escórias de forno de arco elétrico (%)
Quanto às pastas realizadas com escórias de aciaria e cinzas volantes são apresentadas no Quadro 14. Estas pastas produzidas em menor proporção comparativamente às de 100% de escórias de aciaria foram realizadas adotando os valores de ativadores que se observarão mais significativos. No Quadro 15 apresenta-se desta forma a nomenclatura adotada para as diversas argamassas estando as suas composições detalhadas no Anexo I.
Quadro 14 Nomenclatura das pastas realizadas com escórias de aciaria e cinzas volantes
Quadro 15 Nomenclatura das argamassas realizadas
* Misturas sem presa e/ou consistência devido a diversos fatores adversos (ver Capitulo 5) Designação Pasta_E50+CV50+C6,25-0,3 Pasta_E50+CV50+C10 -0,3 Pasta_E50+CV50+CH10-0,3 Pasta_E50+CV50+CH20-0,3 Pasta_E70+CV30+C6,25-0,3 Pasta_E70+CV30+C10 -0,3 Pasta_E70+CV30+CH10-0,3 Pasta_E70+CV30+CH20-0,3 Designação Arg_E100+C6,25 Arg_E100+C10 Arg_E100+CH10 Arg_E100+CH20 Arg_E50+CV50+C6,25 Arg_E50+CV50+C10 Arg_E50+CV50+CH10 Arg_E50+CV50+CH20 Arg_CEMII32,5N100
E quantidade em massa de escórias de
forno de arco elétrico em relação à massa total do ligante (%)
CV quantidade em massa de cinzas
volantes em relação à massa total do ligante (%)
C quantidade de massa do ativador óxido
de cálcio em relação à massa total de escórias de forno de arco elétrico (%)
CH quantidade de massa do ativador
hidróxido de cálcio em relação à massa total de escórias de forno de arco elétrico (%)
0,2/0,3 relação água/ligante
E quantidade em massa de escórias de forno de arco elétrico em relação à massa total do ligante (%)
C quantidade de massa do ativador óxido de cálcio em relação à massa total de escórias de forno de arco elétrico (%)
CH quantidade de massa do ativador hidróxido de cálcio em relação à massa total de escórias de forno de arco elétrico (%)