Desenvolvimento de compósito de baixo impacto ambiental utilizando cimento de escória álcali-ativado e Cimento Portland

Abstract

O cimento Portland é o material mais utilizado na construção civil. Estima-se que o processo de produção do cimento seja responsável por cerca de 6% das emissões de CO2 do planeta. Nos últimos anos, diversos estudos têm investigado ligantes compostos por cimento Portland, materiais precursores e ativadores alcalinos, com o intuito de mitigar o impacto ambiental associado à fabricação dos aglomerantes. Este estudo objetiva desenvolver um compósito de baixo impacto ambiental, utilizando cimento Portland, escória de alto-forno e metassilicato de sódio. Foram desenvolvidos ligantes variando a proporção cimento Portland/escória em quatro relações distintas (25/75, 50/50, 75/25 e 0/100), além de serem produzidas amostras com cimento Portland como referência. Os teores de Na2O no ativador alcalino foram ajustados em 6%, 7% e 8%, mantendo-se a relação água/ligante em 0,48 e o teor de aditivo em 0,60%. As propriedades no estado fresco foram avaliadas através de ensaios de mini-abatimento e viscosidade no copo Ford para pastas, mesa de consistência para argamassas e abatimento do tronco de cone para concretos. No estado endurecido, foi realizada a avaliação da resistência à compressão, enquanto a microestrutura das pastas foi analisada através do ensaio de difração de raios-X. De maneira geral, as misturas entre cimento Portland, escória e metassilicato de sódio apresentaram uma diminuição da fluidez em comparação com o cimento Portland e o ligante de escória álcali-ativada. Nos ensaios de resistência à compressão, o aumento do teor de Na2O mostrou um efeito positivo nas misturas contendo 25% de cimento Portland, mas apresentou um efeito negativo nos ligantes com teores de cimento Portland iguais ou superiores a 50%. A análise por difratograma de raios-X indicou que o metassilicato de sódio pode ter interferido no processo de hidratação dos ligantes álcali-ativados. O concreto composto por cimento Portland, escória e metassilicato de sódio alcançou 37,9 MPa aos 28 dias, apresentando resultados semelhantes ao concreto de cimento Portland. No entanto exibiu valores inferiores ao concreto de escória álcali-ativada. Conclui-se que a produção de cimento híbrido é viável e adequada para uso na construção civil em termos de trabalhabilidade e de resistência mecânica.