Compostos na ativação alcalina em sistemas binários entre resíduos cerâmicos e escória de alto forno

Autores

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.6268

Palavras-chave:

Resíduos cerâmicos, Escória de alto forno, Ativação alcalina, Cura em temperatura ambiente

Resumo

Os resíduos cerâmicos, constituídos de silício e alumínio, apresentam potencial para utilização no desenvolvimento de materiais álcali-ativados e a escória granulada de alto forno pode ser fonte de cálcio, compondo sistemas binários. Nesta pesquisa foram avaliadas as pastas elaboradas pela álcali-ativação de pó reciclado de tijolos (PRT) combinado com escória granulada de alto-forno (EGAF) e solução ativadora de hidróxido de sódio. Os precursores foram caracterizados e após moldagem e cura das pastas em temperatura ambiente, os ensaios de resistência à compressão, DRX, MEV e FTIR validaram a ocorrência de ativação alcalina nas formulações propostas para idades de 28 dias e 91 dias. A pasta PRT50EGAF50 apresentou a maior resistência à compressão dentre as amostras analisadas (58,39MPa, aos 91 dias). A formação de matrizes densas e coesas identificadas nas micrografias, o surgimento do halo entre 28o e 30o na DRX, além do deslocamento das bandas FTIR em direção a números de onda mais baixos podem ser relacionados à presença de géis amorfos, como o CASH, CSH e NASH, indicando ativação efetiva dos aluminossilicatos dos resíduos em estudo.

Biografia do Autor

Flávia Müller Grigoleto, CEFET - MG

Mestre em Engenharia de Materiais pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais e professora universitária em Sete Lagoas MG e em Curvelo MG.

André Guilherme Martins Costa Martins Costa, CEFET MG

Graduando de Engenharia de Materiais do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais.

Augusto Cesar da Silva Bezerra, CEFET MG

Doutor em Engenharia Metalúrgica e de Minas pela Universidade Federal de Minas Gerais e professor efetivo do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais e coordenador de programas da área de conhecimento Engenharias I da CAPES. 

Referências

PROVIS, J. L.; BERNAL, S. A. Geopolymers and Related Alkali-Activated Materials. Annual Review of Materials Research, v. 44, n. 1, p. 299–327, 2014.

GIANNOPOULU, I. Et al. Mechanical behavior of construction and demolition waste-based alkali activated materials exposed to fire conditions, Construction and Building Materials, v 415, 2024.

YE, N. et al. Synthesis and strength optimization of one-part geopolymer based on red mud. Construction and Building Materials. v 111, 317–325, 2016.

LEMOUGNA, P.N.; WANG, K.-T.; TANG, Q.; CUI, X.-M. Synthesis and characterization of low temperature (<800 C) ceramics from red mud geopolymer precursor. Construction and Building Materials. V.131, 564–573, 2017.

FAGUNDES, J. T. Obtenção e caracterização de geopolímero a partir da lama vermelha "in natura" e do resíduo da fabricação de vidros planos. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Departamento de Engenharia Civil. Programa de Pós-Graduação em Engenharia das Construções, Ouro Preto, 2019.

ZHANG, Y.; LIU, L. Fly ash-based geopolymer as a novel photocatalyst for degradation of dye from wastewater. Particuology, v. 11, n. 3, p. 353–358, 2013.

NOVAIS, R. M. et al. Synthesis of porous biomass fly ash-based geopolymer spheres for efficient removal of methylene blue from wastewaters. Journal of Cleaner Production, v. 207, p. 350–362, 10 jan. 2019.

PROVIS, J. L. Alkali-activated materials. Cement and Concrete Research, v. 114, p. 40–48, dez. 2018.

ILCAN, H. et al. Low-alkaline activated construction and demolition waste-based geopolymers. Construction and Building Materials, v411, 2024.

BERNAL, S. A. et al. Mechanical and thermal characterisation of geopolymers based on silicate-activated metakaolin/slag blends. Journal of Materials Science, v. 46, n. 16, p. 5477–5486, 2011a.

BREKAILO et al. Avaliação do potencial reativo de adições de resíduos de blocos de cerâmica vermelha e de concreto cominuído de RCD em matriz cimentícia. Cerâmica. v 65, 2019.

LUHAR, I. et al. Assessment of the Suitability of Ceramic Waste in Geopolymer Composites: An Appraisal. Materials v. 14, no. 12: 3279, 21 jun.2021.

METHA, P.M.; MONTEIRO, P.J.M. Concreto: Microestrutura, Propriedades e Materiais. São Paulo, 2ª. ed., 2014, 751p.

DUAN, W. et al. Mitigation of alkali-silica reaction in blast-furnace slag-based alkaline activated material through incorporation of alum water treatment residue. Construction and Building Materials, v406, 2023.

ZHANG, M.; DESKINS, N.A.; ZHANG, G.; CYGAN, R.T.; TAO, M. Modeling the Polymerization Process for Geopolymer Synthesis through Reactive Molecular Dynamics Simulations. The Journal of Physical Chemistry. C 122 ,6760–6773, 2018.

ZHANG, Z. et al. Quantitative kinetic and structural analysis of geopolymers. Part 1. The activation of metakaolin with sodium hydroxide. Thermochimica Acta, v. 539, p. 23–33, 2012.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7215: Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2019.

SUN, Z.; VOLLPRACHT, A. Isothermal calorimetry and in-situ XRD study of the NaOH activated fly ash, metakaolin and slag. Cement and Concrete Research, v. 103, p. 110–122, 1 jan. 2018.

CHENG, S., GE, K., SUN, T. Pozzolanic activity of mechanochemically and thermally activated coal-series kaolin in cement-based materials. Construction and Building Materials, v. 299, 2021.

MILLER, N. A.; STIRLING, C. D.; NICHOLSON, C. L. The relationship between cure conditions and flexural properties in flyash-based geopolymers. Proceedings of the World Congress Geopolymer, Saint Quentin, France, 28 June–1 July, 121–122p., 2005.

FERNANDEZ-JIMENEZ, A.; PUERTAS, F. Effect of activator mix on the hydration and strength behaviour of alkali-activated slag cements. Advances in Cement Research, v. 15, n. 3, p. 129–136, 2003.

DIAZ, A.G.et al. Improved strength of alkali activated materials based on construction and demolition waste with addition of rice husk ash. Construction and Building Materials, v. 413, 2024.

GARCIA-LODEIRO, I. et al. Compatibility studies between N-A-S-H and C-A-S-H gels. Study in the ternary diagram Na2O–CaO– Al2O3–SiO2–H2O. Cement and Concrete Research, v. 41, n. 9, p. 923–931, 1 set. 2011.

PALOMO, A. et al. Alkaline Activation of Fly Ashes: NMR Study of the Reaction Products. Journal of the American Ceramic Society, v. 87, n. 6, p. 1141–1145, jun. 2004.

YIP, C. K.; LUKEY, G. C.; VAN DEVENTER, J. S. J. The coexistence of geopolymeric gel and calcium silicate hydrate at the early stage of alkaline activation. Cement and Concrete Research, v. 35, n. 9, p. 1688–1697, 2005.

SOUZA, L.N.; FIGUEIREDO, P.F.; FRANÇA, S.; SILVA, M.V.S.; BORGES, P.H.R.; BEZERRA, A.C.d.S. Effect of Non-Calcined Sugarcane Bagasse Ash as an Alternative Precursor on the Properties of Alkali-Activated Pastes. Molecules, v. 27, p.1185, 2022.

CORDEIRO, G. C. et al. Ultrafine grinding of sugar cane bagasse ash for application as pozzolanic admixture in concrete. Cement and Concrete Research, v. 39, n. 2, p. 110–115, fev. 2009.

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Publicado

2024-10-07

Como Citar

GRIGOLETO, Flávia Müller; MARTINS COSTA, André Guilherme Martins Costa; DA SILVA BEZERRA, Augusto Cesar. Compostos na ativação alcalina em sistemas binários entre resíduos cerâmicos e escória de alto forno. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. p. 1.12. DOI: 10.46421/entac.v20i1.6268. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/6268. Acesso em: 23 nov. 2024.

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