Metodologia de cálculo

Em estudos anteriores utilizou-se o programa Alkal como auxílio na obtenção das dosagens dos materiais necessárias para a produção das misturas. O programa calculava a dosagem de silicato de sódio e hidróxido de sódio de acordo com a razão de silicato de sódio/hidróxido de sódio, a razão de percusor/silicato de sódio e a quantidade de precursor

introduzida inicialmente. Contudo, a utilização de vários precursores numa só mistura limitava a utilização do software Alkal, deste modo optou-se por criar um novo programa capaz de corresponder as necessidades do estudo. A metodologia do programa teve como base o software Alkal e as razões molares de óxidos de Davidovits [8,82] e Amir Kamalloo et

al [106].

O novo programa que se denominou de GEOALKAL MIX permitiu avaliar de forma mais eficiente as diferentes dosagens dos materiais, uma vez que passou a ser possível introduzir diferentes percentagens de mais do que um precursor, sabendo no imediato se as razões molares de óxidos se encontravam de acordo com os recomendados por Davidovits e Amir Kamalloo et al.

A composição química dos precursores e do silicato de sódio obtida ao caracterizar os materiais permitiu calcular o valor molar de óxidos presentes nos mesmos, contudo como a concentração do hidróxido de sódio pode variar consoante o geopolimero pretendido foi necessário criar uma marcha de cálculo para obter a percentagem de óxidos para a concentração desejada.

A marcha de cálculo teve como base de partida a obtenção da equação da reta do gráfico .

(5.1)

Na equação (5.1) a incógnita representa a concentração de pretendida. Definindo a concentração e resolvendo em ordem a obtêm-se a densidade do hidróxido de sódio. Após se definir as razões de precursor/silicato de sódio e silicato de sódio/hidróxido de sódio pretendidas é possível quantificar a massa de silicato necessária para a mistura geopolimerica. Posteriormente e utilizando a equação da densidade absoluta:

(5.2)

Calculou-se o volume de solução necessário. Em seguida através do gráfico chegou-se a seguinte equação da recta:

(5.3) Em que representa a percentagem mássica e a concentração de , por conseguinte resolvendo a equação em relação a alcançou-se a percentagem de presente na solução. A percentagem de é valor resultante da subtração da percentagem de aos 100%. Para calcular o número de moles de e presentes no hidróxido de sódio utilizou-se a equação da quantidade de matéria:

(5.4) Porém uma vez que a equação química do é:

(5.5)

É necessário calcular o número total de moles de e . Para o calculo do número de moles de . Para o cálculo do número de moles de somou-se ao valor inicial metade do número de moles de , no entanto o valor do número de moles de é o resultado da restante metade do número de moles de .

Em suma, com base na marcha de cálculo anterior, nas razões molares de Davidovits e Amir Kamalloo et al. e no software Alkal criou-se o programa GEOALKAL MIX, cujo leyout está apresentado nas seguintes figuras 5.1., 5.3., 5.3., 5.4. e 5.5.

Figura 5.1 – Layout da planilha de cálculo do programa GEOALKAL MIX

O programa GEOALKAL MIX exibe células de cor amarela que têm como função a introdução de dados. No quadro inferior esquerdo do programa são facultadas as massas necessárias para a mistura, os dois quadros do canto inferior direito podemos verificar se a mistura em estudo cumpre os intervalos das razões molares de óxidos estabelecidos por Davidovits e Amir Kamalloo et al.

Figura 5.2 - Canto superior direito da planilha de cálculo do programa GEOALKAL MIX

A figura 5.2 representa os quadros do canto superior direito do programa GEOALKAL MIX, as células a amarelo permitem introduzir a composição química dos precursores e do silicato de sódio que se pretende utilizar nas misturas geopoliméricas. Além disso é necessário introduzir a densidade dos precursores tendo em vista o cálculo aproximado do volume de materiais necessário para o número de provetes que se pretende produzir.

Figura 5.3 - Canto superior esquerdo da planilha de cálculo do programa GEOALKAL MIX

composição química como é demonstrado na figura 5.2. Na parte central pretende-se a introdução da percentagem de precursores pretendidas para a mistura, o numero de cubos com dimensões que pretende produzir, a razão silicato de sódio/hidróxido de sódio e a razão precursor/silicato de sódio.

Figura 5.4 - Canto inferior esquerdo da planilha de cálculo do programa GEOALKAL MIX

No canto inferior esquerdo do programa são apresentadas as massas necessárias para a produção das argamassas, de acordo com todos os dados anteriormente introduzidos.

Figura 5.5 - Canto inferior direito da planilha de cálculo do programa GEOALKAL MIX

Finalmente, no canto inferior direito do programa podemos verificar se a mistura em estudo cumpre os intervalos das razões “ideiais” molares de óxidos estabelecidos por Davidovits e Amir Kamalloo et al.

No caso concreto as razões molares apresentadas são epnas indicativas e servem simplesmente como apoio ao estudo, uma vez que não se sabe se todo o material do precursor irá contribuir para a reação de geopolimerização. No entanto, para o estudo laboratorial o software tornou-se essencial para obter as razões molares das misturas no imediato, principalmente na última fase de estudo em que foi necessário fixar a razão molar e alterar a concentração molar do hidróxido de sódio e a razão silicato de sódio/hidróxido de sódio.