Avaliação da adição de pó de alumínio como agente gerador de poros de uma argamassa geopolimérica

Abstract

A otimização do uso de materiais e de energia, assim como a busca pelo conforto e qualidade de vida, são características indispensáveis na concepção de novos projetos. Neste olhar, os cimentos geopoliméricos apresentam-se como importante alternativa ao cimento de alto desempenho, os quais são produzidos a partir de matérias primas de baixo custo, empregando inclusive resíduos agrícolas e industriais. Dentre esses materiais destacam-se os geopolímeros, que quando em contato com uma solução alcalina, reagem e endurecem devido a sua geopolimerização. A matéria prima (material precursor) para a produção de geopolímeros são materiais ricos em sílica e alumina, onde a eficiência da ativação depende da composição química e mineralógica da matéria prima, assim como da proporção das razões molares dos componentes e das condições de cura. As matérias-primas mais utilizadas com esse propósito são as pozolanas naturais e os resíduos industriais. Neste contexto, esta dissertação aborda o desenvolvimento de uma argamassa geopolimérica por meio da ativação do metacaulim como fonte principal de aluminossilicato, o hidróxido de sódio como solução ativadora alcalina, o silicato de sódio como inibidor de eflorescência e o pó de alumínio de diferentes tamanhos atuando como agente gerador de poros. Os resultados mostraram que a adição do pó de alumínio como agente gerador de poros tem influência direta na porosidade, densidade, consistência, resistência mecânica e condutividade térmica da argamassa obtida. A utilização do pó de alumínio proporcionou uma redução da densidade aparente em média 34%. Os resultados dos ensaios das propriedades mecânicas apontam para um resultado de resistência de 88% em média já nas primeiras 24 horas, comparadas aos resultados dos ensaios obtidos após 28 dias de cura. E os resultados de condutividade térmica apontam ganhos significativos com uma variação de aproximadamente 42% entre o maior valor e o menor valor encontrado entre as diferentes formulações estudadas. Logo, a utilização de pó de alumínio para atuar como agente gerador de poros pode ser utilizado em aplicações que demandam materiais mais leves e ambientes que requerem diferentes valores de condutividade térmica.

Abstract : The optimization of the use of materials and energy, as well as the search for comfort and quality of life, are indispensable characteristics in the design of new projects. In this view, geopolymeric cements are an important alternative to high performance cement, which are produced from low cost raw materials, including agricultural and industrial waste. Among these materials are the geopolymers, which when reacted with an alkaline solution, react and harden due to their geopolymerization. The raw material (precursor material) for the production of geopolymers is silica and alumina rich materials, where the activation efficiency depends on the chemical and mineralogical composition of the raw material, as well as the proportion of the molar ratios of the components and the curing conditions. The most commonly used raw materials for this purpose are natural pozzolana and industrial waste. In this context, this dissertation approaches the development of a geopolymer mortar by means of the activation of metacaulim as the main source of aluminosilicate, sodium hydroxide as alkaline activating solution, sodium silicate as an inhibitor of efflorescence and aluminum powder of different sizes acting as a pore-generating agent. The results showed that the addition of aluminum powder as a pore generating agent has a direct influence on the porosity, density, consistency, mechanical strength and thermal conductivity of the obtained mortar. The use of the aluminum powder resulted in an apparent density reduction of 34%. The results of the mechanical properties tests indicate a resistance result of 88% on average in the first 24 hours, compared to the results of the tests obtained after 28 days of cure. And the results of thermal conductivity show significant gains with a variation of approximately 42% between the highest value and the lowest value found among the different formulations studied. Therefore, the use of aluminum powder to act as a pore-generating agent can be used in applications that require lighter materials and environments that require different values of thermal conductivity.