Misturas binárias de cinza do bagaço da cana-de-açúcar com escória álcali-ativada

Abstract

O resíduo da queima do bagaço da cana-de-açúcar possui pouco potencial para ser utilizado como fertilizante, e por este motivo seu fim geralmente é o acúmulo em pilhas dentro do terreno da lavoura de cana ou o despejo ilegal em outro terreno. Neste contexto, esta tese propõe utilizar a cinza sem processamento (in natura) e a cinza beneficiada somente por calcinação para o encapsulamento seguro em misturas estruturais à base de escória de alto forno álcali-ativada. Para atingir o objetivo principal, será analisada a influência da cinza nas propriedades físicas, mecânicas e microestruturais das misturas com escória ativada. Foram utilizadas duas variações no tipo de cinza: bruta e calcinada (ambas sem moagem); dois tipos de ativador alcalino: silicato de sódio e metassilicato; três variações na relação água/ligante: 0,45, 0,55 e 0,65; e quatro variações no teor de ativador alcalino: 3,0, 4,5, 6,0 e 7,5%. Os ensaios empregados para avaliação das propriedades físicas foram: flow table (mesa de consistência), absorção de água, resistência à compressão, resistência à tração na flexão e ultrassom para avaliação das propriedades físicas e mecânicas em argamassas; além dos ensaios de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria e espectrometria de infravermelho para avaliar a microestrutura nas pastas. Os resultados mostraram que as dosagens ótimas de 4,5 e 6,0 de Na2O (%) propiciaram o melhor equilíbrio entre performance mecânica, custos e emissões de CO2, portanto, estas dosagens foram escolhidas nas misturas com cinza. De maneira geral, os resultados das misturas com escória e cinza apresentaram um decréscimo na resistência à compressão proporcional ao teor de substituição aos 28 dias. A análise por microscopia eletrônica de varredura revelou a maneira como as partículas orgânicas se conformaram na matriz álcali-ativada. Ainda assim, concluiu-se que além dos benefícios econômicos e ambientais, o uso da cinza bruta ou somente calcinada em matrizes álcali-ativadas possui potencial para aplicação prática para fins específicos, como argamassas de reparo, mas novos estudos direcionados precisam ser desenvolvidos.