4.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE O ESTUDO
5.2.3 Discussão acerca de relação molar dos ensaios Chapelle e IAP
Conhecendo a composição química dos materiais e considerando que a NBR 5751 (ABNT, 2015), Índice de Atividade Pozolânica com a cal, especifica uma mistura na proporção volumétrica 1:2 entre cal e pozolana, é possível realizar o cálculo da relação SiO2/CaO da composição definida pela norma brasileira. Os
métodos de cálculo utilizado para os ensaios realizados com cal CH P.A. são apresentados na Equação 26. y = 0,019x + 0,012 R² = 0,885 y = 0,033x - 0,281 R² = 0,926 0 2 4 6 8 10 0 50 100 150 200 250 300 350 IA P ( M P a ) Chapelle (mg/g) CH P.A. CH-III
𝑆𝑖𝑂2 𝐶𝑎𝑂 = 𝑚𝑆𝑖𝑂2 𝑚𝐶𝑎𝑂 = 𝑚𝑝𝑜𝑧𝑜𝑙𝑎𝑛𝑎. %𝑆𝑖𝑂2+ 𝑚𝑐𝑎𝑙. %𝑆𝑖𝑂2 𝑚𝑝𝑜𝑧𝑜𝑙𝑎𝑛𝑎. %𝐶𝑎𝑂 + 𝑚𝑐𝑎𝑙. %𝐶𝑎𝑂 (26) Sendo:
𝑚 - Massa de material utilizada (g);
% - Teor do óxido no material utilizado (%).
De forma semelhante, com os resultados da análise química e do ensaio Chapelle modificado do resíduo cerâmico em g de Ca(OH)2 / g de pó cerâmico é
possível estimar pela Equação 27 a relação SiO2/CaO para que ocorra o consumo
completo do óxido de cálcio presente na cal CH P.A.
𝑆𝑖𝑂2 𝐶𝑎𝑂 =
%𝑆𝑖𝑂2𝑝𝑜𝑧𝑜𝑙𝑎𝑛𝑎
𝐶ℎ𝑎𝑝𝑒𝑙𝑙𝑒. 0,757 (27)
Sendo:
%𝑆𝑖𝑂2𝑝𝑜𝑧𝑜𝑙𝑎𝑛𝑎 - teor de SiO2 no material pozolânico (%);
𝐶ℎ𝑎𝑝𝑒𝑙𝑙𝑒 - resultado obtido do ensaio Chapelle modificado (g/g); 0,757 - correção do Ca(OH)2 em CaO.
De forma semelhante também é possível realizar o cálculo da relação SiO2/CaO para os ensaios que utilizaram o a cal CH-III, e também realizar a
estimativa da relação SiO2/(CaO+MgO) para ambas as cales. Os resultados obtidos
são apresentados na Tabela 20.
Tabela 20 - Relações molares obtidas a partir dos ensaios Chapelle modificado e IAP com os dois tipos de base
Base SiO2/CaO SiO2/(CaO+MgO)
IAP Chapelle IAP Chapelle
CH P.A. 1,60 2,28 1,56 2,28
CH-III 2,64 6,36 1,68 4,25
Fonte: Autoria própria (2017)
Os resultados obtidos nos cálculos das Equações 26 e 27 para a relação SiO2/CaO utilizando CH P.A. são de 1,60 para o IAP e 2,28 para o ensaio Chapelle.
Observa-se, assim, que as relações obtidas no ensaio Chapelle são superiores a obtidas no IAP, para o ensaio de atividade pozolânica com a cal.
Assim, se fossem alteradas as proporções entre os materiais durante o ensaio de resistência com a cal – IAP (utilizando uma relação SiO2/CaO superior)
próxima a encontrada no ensaio Chapelle, o material silicoso poderia apresentar um maior ganho de resistência mecânica e, por consequência, permitir a classificação do material como pozolana caso atingisse um índice de atividade pozolânica com a cal superior a 6,0 MPa.
Para a cal CH-III a estimativa das relações molares, utilizando as Equações 26 e 27, para a relação SiO2/CaO foi de 2,64 para o IAP e 6,36 para o ensaio
Chapelle. Pela menor concentração de CaO na base, as relações aumentaram, quando comparadas com a base CH P.A. Contudo, é possível que a presença de magnésio na base possa influenciar. Por este motivo também foi calculada a relação SiO2/(CaO+MgO). Quando considerada a presença do magnésio a relação
molar para a cal CH-III (1,68) se aproximou da relação obtida no ensaio IAP para a cal CH P.A. (1,60).
Alguns autores afirmam que o consumo total da cal hidratada em um sistema pozolânico seria possível apenas em idades avançadas, pois nem toda pozolana é capaz de entrar em contato com a base (HEWLETT, 2003; KURDOWSKI, 2014; MEHTA; MONTEIRO, 1994; NEVILLE, 2015; TAYLOR, 1997). Os mesmos autores ainda destacam que a diminuição ou consumo total da reserva alcalina representada, principalmente, pelos hidróxidos poderia causar redução da vida útil do material. Esta previsão está relacionada a redução do pH, aumento da porosidade, ataque de agentes agressivos entre outros.
5.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE O ESTUDO
A partir dos resultados obtidos e das análises realizadas foi possível concluir que tempos de moagem superiores a 15 minutos não foram capazes de reduzir consideravelmente o diâmetro das partículas do resíduo cerâmico no moinho de rolos.
O pó cerâmico teve aumento significativo de reatividade com redução do tamanho de partícula até 0,15 mm. Abaixo desta dimensão não houve diferenças expressivas nos valores de reatividade. É possível que a utilização de aditivos dispersantes auxilie no aumento da reatividade. Uma hipótese seria a de que este comportamento possa estar relacionado a distribuição de poros do pó cerâmico, que em frações mais grossas permitiu a presença de pó cerâmico sem reagir.
O bloco cerâmico utilizado (moído por 15 minutos e peneirado na peneira de corte de 0,15mm) apresentou no ensaio Chapelle e IAP resultados de 305 mg de Ca(OH)/g e 5,5 MPa respectivamente. Notou-se ainda uma boa correlação dos resultados obtidos pelos dois métodos, comprovando sua eficácia para avaliar a reatividade de materiais silicosos.
O tipo de cal utilizada, CH P.A. ou CH-III, influenciou nos resultados obtidos para a reatividade do material cerâmico, com destaque para o ensaio Chapelle modificado, que apresentou queda de 47% em média nos valores quando utilizada a base CH-III. Quando considerada a relação “reatividade / superfície específica” obteve-se um bom ajuste nas correlações buscadas, independente do ensaio e da cal utilizada, com aproximação de todos os coeficientes angulares - Figura 49 e Figura 50.
Observou-se indícios de que a relação molar SiO2/CaO estipulada pela
norma que regulamenta o ensaio de índice de atividade pozolânica com a cal pode ser inadequada, devido ao excesso de cal e a falta de material pozolânico para se combinar com a base, promovendo assim baixo ganho de resistência mecânica.
6 CINÉTICA DE REAÇÃO DA CERÂMICA ÁLCALI-ATIVADA
Neste capítulo serão apresentados os resultados acerca da avaliação do processo de cura de pastas de pó cerâmico com cal hidratada, além de suas propriedades no estado fresco e endurecido.
6.1 INTRODUÇÃO
Um dos fatores que possuem maior influência no desenvolvimento de resistência mecânica e na transformação dos compostos em estruturas estáveis é a composição química da mistura. Uma das metodologias mais utilizadas na dosagem de materiais álcali-ativados e no registro de patentes é o controle da relação molar destas misturas. Contudo, existem ainda várias inconsistências nos resultados das pesquisas que avaliam relações molares no desenvolvimento de propriedades de materiais álcali-ativados, conforme apresentado no item 2.3.2.
Desta forma, são necessários estudos que considerem a relação molar como uma variável para que se verifique o melhor proporcionamento entre o material a ser ativado e o elemento alcalino, visando assim, atingir a maior resistência à compressão possível. Outro fator importante na reação é o processo de cura aplicado a estes materiais.
Assim como a variável relação molar, não existe um consenso sobre compostos mineralógicos gerados durante a reação de álcali-ativação de materiais à base de SiO2, em especial sobre o produto da reação de pós obtidos da moagem
de materiais cerâmico com hidróxido de cálcio. Com base nestas considerações, o acompanhamento da cinética de reação e da morfologia de pozolanas álcali- ativadas pode auxiliar no entendimento da reação e das propriedades destes materiais.
Portanto, este capítulo tem por objetivo avaliar a influência da relação molar e do processo de cura nas propriedades mecânicas de pastas de cerâmica moída álcali-ativada. Será analisada também a cinética da reação de álcali-ativação na formação de compostos mineralógicos e na microestrutura das composições. Desse modo, será possível verificar o melhor
método de obtenção de aglomerantes álcali-ativados, envolvendo pó de bloco cerâmicos e hidróxido de cálcio, potencializando a capacidade de ganho de resistência mecânica à compressão e, entender os mecanismos de reação química.
6.2 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS