Influência dos óxidos de ferro na reação pozolânica da metacaulinita

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Nunes, David Brandão
• Orientador(a): Kulakowski, Marlova Piva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Pozolana; Metacaulim; Óxido de ferro; Material cimentício suplementar
• Palavras-chave em Inglês: Pozzolan; Metakaolin; Iron oxide; Supplementary cementitious materials
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/10910

As pozolanas são materiais que reagem com hidróxido de cálcio na presença de água formando produtos hidratados secundários e promovendo ganho de resistência e durabilidade em produtos cimentícios. Estes materiais devem ser compostos principalmente por óxidos de silício, alumínio e ferro, que, em fases amorfas, proporcionarão a reação pozolânica. O objetivo deste trabalho foi estudar a reatividade do óxido de ferro e sua influência na reação pozolânica da metacaulinita. Foi realizada calcinação de caulim com elevada pureza para obtenção de um metacaulim com desidroxilação de 97,17%. O estudo foi conduzido em pasta de cimento branco, por ser isento de ferro, com substituições de 25% da massa de cimento por composições dos materiais testados. Os teores de óxido de ferro empregados em relação à massa total foram de 1,5%, 3%, 4,5%, 6%, 9% e 25%. A fim de comparar com pastas com metacaulim e sem óxido de ferro, mas que tivessem o mesmo consumo de cimento, foram produzidas amostras com composições de metacaulim e pó de quartzo (considerado inerte nesta pesquisa) para avaliação da hidratação aos 3, 7, 28 e 63 dias. As amostras produzidas com 25% de metacaulim obtiveram índice de desempenho mecânico aos 63 dias de 141,17% em relação à amostra padrão com 100% de cimento, enquanto as amostras com 25% de óxido de ferro e 25% de pó de quartzo obtiveram índices de 82,11 e 83,86 % respectivamente; enquanto as amostras com composições de metacaulim com pó de quartzo ou óxido de ferro apresentaram elevação nos índices à medida que o teor de metacaulim aumentou, não sendo observada diferença significativa quando compara-se pastas com mesmo teor de óxido de ferro e pó de quartzo. Houve redução do teor de portlandita e crescimento na formação dos demais produtos hidratados com o aumento do teor de metacaulim nas composições, verificados pelas áreas de curvas de DTG e pelo aumento da água combinada; sendo proposto ainda um método de cálculo de água combinada efetiva (sem portlandita). Destaca-se que nos difratogramas de DRX não foi possível identificar a formação de produtos hidratados contendo ferro, inferindo-se que o óxido permaneceu inerte durante o processo de hidratação do cimento e durante a reação pozolânica da metacaulinita. Diante do estudo realizado, compreende-se que o único óxido de ferro presente em argilas calcinadas é a hematita, observada em análise de DRX, que não possui atividade pozolânica e não participa da hidratação do cimento, não podendo ser classificado como óxido pozolânico.