Limestone calcined clay cement (LC3) : utilizando matérias-primas brasileiras para aplicação na indústria do cimento

Abstract

Com a busca crescente por soluções que contribuam para diminuição da emissão de dióxido de carbono na atmosfera, especialmente no setor industrial que tange a produção de cimento, a adição de matérias-primas alternativas para substituição do clínquer vêm ganhando destaque pelo seu desempenho técnico e ambiental. Neste cenário, surge o cimento sustentável LC3 constituído por clínquer, gesso, metacaulim e fíler calcário, capaz de substituir até 50% do teor de clínquer no sistema, sem comprometer a resistência à compressão. O presente trabalho teve por objetivo verificar a adequabilidade de matérias-primas brasileiras na produção do LC3, variando o fator de clínquer (45%, 50% e 55%), razão argila calcinada: calcário (1,5:1, 2:1 e 2,5:1) e dois tipos de metacaulim com diferente finura e reatividade Al2O3/SiO2 e Fe2O3/SiO2. Ademais, foi utilizado como matérias-primas o clínquer, o gesso beta e o calcário calcítico (#400, ≤38 μm). A subsulfatação dos sistemas LC3 foi corrigida adicionando 3% de gesso beta. O programa experimental foi subdivido em duas fases: a primeira consistiu-se na caracterização química, física e mineralógica das matérias-primas e a segunda na produção e análise das pastas de cimento no estado fresco e endurecido. Os resultados obtidos na caracterização mostraram que as matérias-primas brasileiras se assemelham as utilizadas no cimento LC3 internacionalmente, no entanto, foi observado que a granulometria do cimento Portland comum (CPI) produzido em laboratório precisa ser ajustada para garantir melhor desempenho mecânico. Os sistemas LC3 demandaram maior teor de superplastificante ao utilizarem o metacaulim mais reativo, bem como, apresentaram maior viscosidade plástica quando comparados com o CPI. A resistência à compressão de todos os cimentos LC3 foi superior ao CPI a partir dos 7 dias. No entanto, aos 91 dias, as amostras de LC3 que utilizaram o metacaulim mais reativo apresentaram ganho mínimo de força. Este comportamento corrobora com os resultados encontrados nas micrografias e tomografia de raios-X que indicaram uma matriz mais densa dos cimentos ternários ocasionado pelo refinamento de poros desde as idades iniciais, comportamento não observado no CPI. As matérias-primas já disponíveis na indústria, quanto ao critério de viabilidade técnica, mostraram-se adequadas para produção do LC3 no Brasil, todavia é necessário garantir boas condições de moagem das matérias-primas para que melhores resultados mecânicos sejam obtidos.