Estudo de geopolímeros coloridos com níquel, cobre e cobalto pelas técnicas de imersão e reação

Abstract

Entre as diversas aplicações possíveis para os materiais geopoliméricos, uma nova aplicação está emergindo na forma de materiais coloridos pela incorporação de metais de transição, o que resulta em geopolímeros de melhor valor agregado. Alguns autores já produziram geopolímeros verdes e azuis com o uso de cloretos, sulfatos, óxidos, hidróxidos e carbonatos de cobre, por meio das técnicas de imersão em solução de metais e de reação no processo de síntese geopolimérica. No entanto, observa-se escassez no entendimento dos fenômenos de estabilização desses metais e dos fatores que podem interferir no desenvolvimento dessa cor, como concentração do metal, tempo de exposição e técnicas de obtenção. Neste trabalho, foram produzidos geopolímeros de metacaulim com razão molar SiO2/Al2O3 de 3,0 coloridos pelas técnicas de reação e imersão, a fim de investigar qual técnica e condições de pigmentação são mais eficientes e que efeitos a pigmentação causa no desempenho das propriedades dos geopolímeros. A cor foi promovida pela incorporação de sais de metais de transição coloridos (níquel, cobre e cobalto). A movimentação dos íons metálicos das soluções de níquel, cobre e cobalto durante o contato com os geopolímeros, na técnica de imersão, foi acompanhada por meio de medidas de pH, Milivoltagem e concentração (absorção no visível). Além de ensaios de absorção de água e resistência à compressão, também foram realizados ensaios de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e lixiviação, a fim de investigar a fixação do metal à matriz Geopolimérica. O uso da técnica de imersão com níquel produziu a camada de recobrimento mais espessa e aderente ao geopolímero. A presença dos metais diminuiu 64,6% e 35,3% a resistência à compressão dos geopolímeros na pior situação das técnicas de reação e imersão, respectivamente, porém eles permaneceram retidos na matriz geopolimérica. Os melhores resultados de resistência à compressão (20,34MPa) e lixiviação (retenção de 100%) foram obtidos quando o metal de cobre foi o agente de pigmentação, em ambas as técnicas estudadas. A formação de geopolímeros não foi afetada pela a presença dos metais de pigmentação. A técnica de pigmentação por reação foi a mais adequada para pigmentação de geopolímeros, por não gerar resíduos na sua produção e devido a diversidade de cores obtidas.