Cimento portland aditivado com pozolanas de argilas calcinadas: fabricação, hidratação e desempenho mecânico

• Ano de defesa: 1993
• Autor(a) principal: Valdir Aparecido Zampieri
• Orientador(a): Yushiro Kihara
• Banca de defesa: Jorge Silva Bettencourt, Eduardo Camilher Damasceno, Claudio Sbrighi Neto, Jose Vicente Valarelli
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
• Programa de Pós-Graduação: Mineralogia e Petrologia
• País: BR
• Link de acesso: https://doi.org/10.11606/T.44.1993.tde-25062015-102757

O uso adequado de pozolanas de boa qualidade possibilita a produção de cimentos especiais, de menor custo de fabricação e de maior durabilidade que os correspondentes sem adição. O emprego de pozolanas proporciona, adicionalmente, ganhos significativos em termos de produtividade e uma extensão da vida útil dos equipamentos de produção e do próprio jazimento calcário. A diversidade de características e desempenhos das pozolanas dificulta sobremaneira a seleção e qualificação dos diversos materiais disponíveis. Face às limitações dos métodos tradicionais de determinação da \"atividade pozolânica\", propõe-se uma metodologia alternativa, na qual as pozolanas são investigadas sob diferentes conteúdos de Ca(OH)2. A metodologia proposta proporciona uma melhor definição da qualidade e desempenho da pozolana e, paralelamente, o conhecimento da exata proporção de hidróxido de cálcio que a mesma fixa após um determinado período de reação. No que se refere à evolução da resistência mecânica, verifica-se que o desempenho dos cimentos aditivados com pozolanas de argila é variável e grandemente dependente das características da pozolana, do teor de adição e do tempo de cura considerado. Os cimentos de melhor evolução de resistência foram obtidos com as pozolanas mais reativas (de rápida reação) e que desenvolvem produtos de reação de grande capacidade cimentícia. As argilas calcinadas que apresentam elevados teores de quartzo (>30%) e demandam maior quantidade de água são de desempenho inferior. Constata-se, por outro lado, que a resistência dos cimentos aditivados não cresce linearmente com a capacidade de fixação de hidróxido da pozolana. As pozolanas de argila de grande capacidade de fixação de Ca(OH)2 são particularmente adequadas para aquelas situações onde se requer pastas com a menor basicidade possível. Quando adicionadas em elevadas proporções (acima de 40%), todavia, a parcela de clínquer do cimento não produz hidróxido suficiente para a completa reação dessas pozolanas, verificando-se, nestes casos, uma sensível redução nos valores de resistência mecânica dos cimentos. Embora em geral não utilizadas pela indústria cimenteira, as argilas que originalmente exibem uma certa quantidade de carbonatos associados podem proporcionar pozolanas de excelente desempenho. A queima necessária à ativação dos argilominerais (700-800º) promove uma descarbonatação parcial dos carbonatos e a geração simultânea de fases hidraulicamente ativas (\"proto-clínquer\"). Obtém-se, como consequência, uma pozolana de maior reatividade e que proporciona cimentos de melhor evolução de resitência nas idades iniciais. O menor requerimento de Ca(OH)2 das mesmas, face ao caráter pouco mais básico, permite que sejam adicionadas em elevadas proporções (até 50-60%), sem que se esgote o hidróxido liberado pelo clínquer. Mesmo nessas proporções, a resistência pode superar o limite de 32 MPa imposto por norma. As características mineralógicas e composicionais dos clínqueres também influenciam o desempenho mecânico dos cimentos aditivados. As influencias do clínquer são entretanto menos expressivas que aquelas decorrentes das alterações na constituição, reatividade e teor da adição pozolânica. Idealmente, o clínquer empregado na produção de cimentos com pozolanas deve exibir um elevado teor de alita (65-70%), ser constituído de cristais pequenos e reativos (dimensão média próxima de 30µm) e, adicionalmente, mostrar uma relação C3A/C4AF superior a 1.