Moagem

A moagem é um dos fatores que influenciam na qualidade de materiais pozolânicos, logo sua atividade. Segundo Sobrinho (1970) durante a produção de pozolanas há necessidade de moagem para que chegue a uma área

próxima de 850 m2/Kg, com a finalidade de melhorar a atividade pozolânica,

pois uma área maior iria promover um número maior de rações. (WILD et al, 1997), contemplando a ideia de que a finura tem grande influência nas propriedades do concreto já formado nas primeiras idades.

2.3 Pozolanas

A utilização das argamassas pozolânicas foi perdida quando ocorreu uma desfragmentação do Império Romano, sendo retomada a partir dos renascentistas. A reutilização dessas pozolanas, que originaram os modernos cimentos se deve aos humanistas italianos. Entre eles o Fillipo Brunellschi, foi um dos grandes arquitetos e construtores renascentistas, utilizando a técnica das argamassas pozolânicas de cura rápida na construção de pontes e cúpulas. Por meio de obras de grande porte este material vem sendo utilizado em larga escala (NASCIMENTO, 2009).

Tomando por base Lea (1971), materiais pozolânicos são definidos como, aquele material que possui em sua composição silicatos ou silício- aluminatos amorfos com nenhuma ou pouca atividade aglomerante, mas que quando em contato com a água e em temperatura ambiente reagem com o hidróxido de cálcio formando componentes com propriedades cimentantes. Observa-se que esta característica é devido a presença de sílica e alumina de forma ativa, uma vez que a estrutura é amorfa, portanto instáveis e passíveis de reação.

De acordo com Santos (1992), pozolana é um material sílico-aluminoso que, por si só, não possui apreciável poder aglomerante, mas que se estiver numa forma finamente dividida em presença de umidade, reage quimicamente com o hidróxido de cálcio, em temperaturas próxima a ambiente. Como resultado desta reação é possível formar algumas fases a depender do tipo de material pozolânico, denominadas silicatos ou aluminatos de cálcio hidratado. Quando utilizado em compostos de cimento Portland, durante a hidratação ocorre a liberação do hidróxido de cálcio, este reage com a pozolana inserida no meio, favorecendo a formação de novas Fontes de sílica, alterando algumas

propriedades do cimento. Os materiais pozolânicos demonstram um interesse

crescente, porque seu uso apresenta várias vantagens tanto do ponto de vista global ecológico tanto econômico, contribuindo para uma melhor relação sistema água ligante, principalmente quando utilizados em compostos cimentícios, resultando numa produção sustentável de acordo com Massazza

(Apud, GALVÃO, 2014, p.51). Vários métodos de análise avaliam a reatividade desta classe de materiais, e algumas já estão consolidadas de acordo com

suas normas (FERRAZ et.al, 2011). As pozolanas recebem duas classificações

quanto a sua origem, podendo ser naturais ou artificiais.

As naturais são aquelas encontradas em sua forma própria na natureza, neste grupo fazem parte as de origem vulcânica que foi onde se deu origem ao termo “Pozolana” e o outro tipo são as terras diatomáceas um material que possui certa porosidade com propriedades absorventes, não são exploradas no Brasil. Os materiais pozolânicos artificiais são as que sofreram algum tratamento térmico como argilas e determinadas rochas que contém sílica, ou as provenientes dos subprodutos de atividades industriais e agroindustriais, sendo exemplificados pela cinza volante, cinza de casca de arroz, cinza de bagaço de cana-de açúcar e bauxita. Os argilominerais mais utilizados para a produção de pozolanas são as caulinitas, montmorilonitas e as ilitas (SANTOS, 1992).

De acordo com a NBR 12653 (1992) os materiais pozolânicos podem ser divididos em três classes, são elas: Classe N; Classe C e Classe E. Nas Tabelas 2.3 e 2.4 estão descritas algumas especificações de acordo com algumas propriedades.

Tabela 2.3. Exigências químicas segundo a (NBR 12653/ 1992)

Propriedades Classes de material pozolânico

N C E

SiO2 + Al2O3+ Fe2O3, % mínima 70 70 50

SO3 % max. 4 5 5

Teor de umidade, % max. 3 3 3

Perda ao fogo, % max. 10 6 6

Álcalis disponíveis 1,5 1,5 1,5

Tabela 2.4 Exigências físicas segundo a (NBR 12653/1992)

Propriedades Classes de material pozolânico

N C E

Material retido na peneira 45 μm 34 34 34

Índice de atividade pozolânica

- Com cimento a 28 dias, % min. 75 75 75

- Com a cal aos 7 dias, em Mpa 6 6 6

- Água requerida, % max. 115 110 110

Fonte: (NBR 12653/1992)

As classificações descritas nas Tabelas 2.3 e 2.4, são configuradas de acordo com os requisitos químicos e físicos que apresentam, características que definem a qual possível aplicação deva ser utilizada. Ainda de acordo com NBR 12653 (1992), a classe N corresponde as pozolanas naturais e artificiais, contemplando dessa forma, certos materiais vulcânicos como tufos siliciosos, terras diatomáceas, bem como, argilas calcinadas o qual, o metacaulim está incluso. A classe C corresponde as cinzas volantes provenientes da queima do carvão mineral em usinas termelétricas. Para a classe E são aquelas que não se enquadram na classe N ou C. Devido a atividade pozolânica com o hidróxido de cálcio, este material pode agregar várias características a outros materiais de origem cimentícia, frente a ataques químicos. As pozolanas podem ser empregadas com o intuito de reduzir o consumo de clínquer, e quando utilizadas com cimento Portland baixam o calor de hidratação evitando possíveis problemas de fissuração (MASSAZZA, 1993).

São ainda consideradas pozolonas não tradicionais as cinzas de materiais vegetais como o bagaço da cana de açúcar calcinado, o bagaço da casca do arroz, além de Escórias ácidas da siderurgia e rejeito do carvão mineral. Vários estudos já relatam a aplicação destas pozolanas.

2.3.1 Reações Pozolânicas

Pata todos os efeitos, as reações pozolânicas ocorrem através de uma reação química entre os componentes ativos presente num dado produto pozolânico e o hidróxido de cálcio com a adição de água. De acordo com Massazza (1993), à atividade pozolânica está intimamente relacionada com estes componentes ativos. Durante estas reações, encontra-se certa dificuldade em medir seu avanço, uma vez que, há fatores que governam tais reações. Entende-se que o mecanismo deste tipo de reação pode ser mensurado por meio da quantidade de cal livre no meio no período de hidratação, bem como a formação de fases características dos materiais com propriedades cimentantes. Isto é, um dos principais parâmetros para se avaliar tal efeito. De forma geral, a eficiência da atividade pozolânica pode ser medida observando a relação entre hidróxido de cálcio e a pozolana, onde neste fator é

importante avaliar a presença de fases ativas, ou seja, teor de SiO2, bem como

o conteúdo que compreende a mistura da pozolana.

O outro fator responsável por governar as reações pozolânicas são as taxas de combinações, neste ponto avalia-se sua área específica por (BET), bem como relações entre os sólidos presentes e água. A temperatura também é outro fator determinante. As reações podem ser representadas pelas seguintes equações:

C3S + H C-S-H + CH (Reação do cimento Portland) Eq. 2.3

Pozolana + CH + H C- S-H (Reação cimento Portland Pozolanico) Eq 2.4 Diante dos estudos da classe destes materiais, já é de conhecimento da literatura que a reação que ocorrem entre a pozolana e o hidróxido de cálcio é semelhante ao que ocorre no sistema de hidratação do clinker cimentício segundo Metha e Monteiriro (2001).

CAPÍTULO 3

3 Materiais e Métodos

Neste capítulo são descritos os materiais utilizados, o procedimento experimental do tratamento do caulim, obtenção do metacaulim e as técnicas utilizadas para as caracterizações da matéria prima e do produto final.

3.1 Materiais

Os materiais utilizados na realização deste trabalho e suas respectivas procedências estão descritas na Tabela 3.1.

Tabela 3.1 Materiais utilizados no procedimento experimental.

Materiais Procedência

Caulim industrial ARMIL - Mineração do Nordeste

Metacaulim comercial Metacaulim do Brasil

Hidróxido de Cálcio Sintys

 Caulim

A matéria prima, foi cedida pela empresa Armil, localizada no município

de Parelhas – RN,. O fato desde material ser do estado do RN é um dos

fatores norteadores deste trabalho. O material fornecido encontrava- se com certo nível de alvura, 81,9% e variação de distribuição granulometria entre 12mm e 0,044mm (#325), ambos os dados informados pela mineradora. Como observado na Figura 3.1, reduzindo assim, alguns processos durante a investigação. A princípio, ficou evidente de forma visual, alguns aspectos que o diferenciam de outros caulins do mercado.

Figura 3.1. Caulim industrial

Fonte: Autor

 Metacaulim comercial

O metacaulim comercial da marca “Metacaulim Brasil” foi cedido pelo

Núcleo Tecnológico de Cimentação de Poços de Petróleo (NTCPP) localizado no Instituto de Química da UFRN, Figura 3.2. Esta marca foi escolhida por ser bastante utilizada no mercado brasileiro e por ser mais acessível, para formulação de pastas cimentícias e argamassas utilizadas em obras de grande porte, que requerem algumas características específicas.

Figura 3.2. Metacaulim comercial

 Cal Hidratada

O teste de pozolanicidade pode ser realizado sem que o material pozolânico seja adicionado a uma pasta cimentícia, ou seja, partindo-se de uma simples reação com o Hidróxido de cálcio é capaz de determinar o quão

pozolânico é o material. A Tabela 3.2 apresenta a composição do Ca(OH)2

utilizado da marca syntys.

Tabela 3.2. Especificações do Ca(OH)2

Compostos Percentagem Teor Min. 95% Carbonatos 3,0% Cloretos 0,03% Compostos Sulforosos 0,1% Ferro 0,05% Insolúveis em HCl 0,03%

Magnésio sais alcalinos 2,0%

Metais pesados 0,003%

 Água potável

A água utilizada na formulação dos corpos de prova é oriunda do sistema de abastecimento de água da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.