Substituição parcial de metacaulim por resíduo de cerâmica hidrossanitária para produção de geopolímeros

Abstract

O processo de geopolimerização é um modo de transformar fontes ricas de óxidos de silício e alumínio em materiais ligantes com características similares às do cimento Portland hidratado. O desempenho mecânico e demais propriedades dos geopolímeros dependem da composição química dos materiais precursores. Atualmente, o metacaulim é o precursor mais utilizado para a produção de geopolímeros. No entanto, a produção de metacaulim tem custo relativamente elevado e gera impacto ambiental, o que dificulta a popularização do uso de geopolímeros. A produção de geopolímeros pode utilizar qualquer material rico em aluminossilicatos e, assim, torna-se uma tecnologia interessante para absorver resíduos industriais com esses componentes. A indústria de louça sanitária de porte médio, em geral, descarta entre 20 e 30 toneladas/mês de resíduos sinterizados ricos em sílica e alumina, provenientes de peças defeituosas. Esta pesquisa reporta a produção de geopolimeros com substituição parcial (5,10 e 15%) de metaculim (MK) por resíduo de cerâmica hidrossanitária (RCH) em diferentes razões molares SiO2/Al2O3 (2,5; 3,0 e 3,5). Foram produzidos corpos de prova cilíndricos para ensaios de absorção de água, densidade e resistência à compressão aos 7 e 28 dias de cura, e analisados por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os resultados mostram que os efeitos são discretos na absorção de água em função do aumento da razão molar e da concentração do RCH, mas que a resistência à compressão cresce com o percentual de substituição em todas as razões SiO2/Al2O3. estudadas, sem alterar a densidade total dos geopolímeros. Observa-se também que o ganho de desempenho mecânico acontece praticamente até os 7 dias de cura nas amostras produzidas com RCH, ao contrário do observado nos geopolímeros produzidos apenas com MK, cuja variação de resistência à compressão entre os 7 e 28 dias de cura varia entre 14 e 28%, dependendo da razão molar SiO2/Al2O3. Isto sugere que o resíduo é muito reativo e promove o aumento da taxa de geopolimerização, sendo adequado para produção de geopolímeros com desempenho mecânico, densidade e absorção de água adequados para uso como aglomerantes alternativos ao cimento Portland.