Avaliação do efeito do uso de fosfogesso e agente retentor de água no processo de estabilização e durabilidade de argamassas estabilizadas

Abstract

A argamassa estabilizada requer um maior tempo em aberto no estado fresco, devido ao seu período de estabilização. Nesse período podem se observar pontos críticos como a ocorrência de coalescência e exsudação de água. Já na sua fase de aplicação, pode-se ter perda de água para o meio quando a argamassa estabilizada é curada em ambiente e perda de água para a base quando a mesma é aplicada em um substrato poroso, gerando uma hidratação incompleta do cimento que pode resultar em esfarelamento do revestimento e baixas resistências mecânicas. Tais efeitos podem levar ao surgimento de patologias nos revestimentos. Este trabalho corresponde a um estudo sobre o uso de um agente retentor de água à base de celulose em argamassas estabilizadas com fosfogesso (FG) e seus efeitos nesses sistemas. Inicialmente, realizou-se um estudo em pastas cimento:fosfogesso (1:1), onde o retentor de água (HPMC) foi testado em 0; 0,15 e 0,20% e o aditivo estabilizador de hidratação foi usado em 0 e 0,5%. O estudo permitiu identificar as características reológicas, a cinética de hidratação, tempos de pega e perda de fluidez das pastas. Após, realizou-se um estudo em argamassas estabilizadas de 48 e 72h, com dosagens de 0,85 e 1,2% de aditivo estabilizador de hidratação (AEH). O retentor de água foi estudado em teores de adição de 0,15 e 0,20%. Foram determinadas as propriedades tecnológicas no estado fresco e endurecido (desempenho mecânico e durabilidade) aos 42 dias. Além de um estudo especifico das propriedades de trabalhabilidade de argamassas produzidas com FG versus filler de quartzo (FQ). Posteriormente, estudaram-se as propriedades de transporte (absorção de água por capilaridade com FG e FQ, isoterma de dessorção e permeabilidade ao vapor de água) das argamassas estabilizadas de 72h aplicadas sobre o substrato poroso. Os resultados em pastas mostram que, quando se substitui o cimento por FG, ocorreu redução na fluidez da mistura (em 64,32%) e aumentou drasticamente o estresse de escoamento (de 1,8 para 614,0 Pa), devido a sua maior necessidade de água, mostrando-se poroso. Porém, quando combinado o uso do FG com os aditivos AEH e HPMC, pode-se obter uma maior fluidez, menor tensão de escoamento e menor viscosidade. Nas argamassas estabilizadas, o uso de HPMC cessou o fenômeno de exsudação de água e as adições de 0,15 e 0,20% proporcionaram as maiores resistências à compressão às argamassas de 48h (± 5,28 e 5,28 MPa, respectivamente). Já o aumento do teor de AEH para 1,2% na estabilização de 72h ocasionou prejuízos no desempenho mecânico e nos resultados de módulo de elasticidade. Verificou-se que as argamassas aplicadas sem sucção do substrato poroso foram as que apresentaram os maiores valores de absorção capilar. Comparando as argamassas produzidas com FG e FQ, é perceptível que as argamassas com FG, indiferente da base, absorveram maior quantidade de água por capilaridade em 72h do que as argamassas com FQ. Por fim, conclui-se que o FG tem potencial de utilização para a produção de argamassas estabilizadas, pois o mesmo contribuiu para o retardo dos tempos de pega, efeito este, benéfico para a estabilização das argamassas. Ainda, quando se compara a resistência à compressão da argamassa com FG versus a argamassa com cimento se tem um aumento de 17,73% na resistência. A sua utilização dá uma nova destinação a esse material e evita a deterioração ambiental de grandes áreas onde esse produto é armazenado, e também, a exploração das reservas naturais de gesso.

Abstract: Stabilized mortar requires longer open time in the fresh state, due to its stabilization period. During this period, critical points can be observed, such as the occurrence of coalescence and water exudation. In its application phase, there can be loss of water to the environment when the stabilized mortar is cured in the environment and loss of water to the base when it is applied to a porous substrate, generating incomplete hydration of the cement that can result in chipping of the coating and low mechanical strengths. Such effects can lead to the appearance of pathologies in the coatings. This work corresponds to a study on the use of a cellulose-based water retaining agent in mortars stabilized with phosphogypsum (FG) and its effects on systems. Initially, a study was carried out in pastes cement:phosphogypsum (1:1), where the water retainer (HPMC) was tested at 0; 0.15 and 0.20% and the hydration stabilizer additive was used at 0 and 0.5%. The common study identifies as rheological characteristics, the hydration kinetics, setting times and loss of fluidity of the doughs. Afterwards, a study was carried out in mortars stabilized for 48 and 72 hours, with dosages of 0.85 and 1.2% of hydration stabilizer additive (AEH). The water retainer was studied at addition levels of 0.15 and 0.20%. They were determined as technological properties in the fresh and hardened state (mechanical performance and durability) at 42 days. In addition to a specific study of the workability properties of mortars produced with FG versus quartz filler (FQ). Subsequently, the transport properties (water absorption by capillary action with FG and FQ, desorption isotherm and permeability to water vapor) of 72h stabilized mortars applied on the porous substrate were studied. The results in pastes show that when cement is replaced by FG, there was a reduction in the fluidity of the mixture (by 64.32%) and a drastically increased flow stress (from 1.8 to 614.0 Pa), due to its greater need for water, proving to be porous. However, when combined the use of FG with AEH and HPMC additives, it is possible to obtain greater fluidity, lower yield stress and lower viscosity. In the stabilized mortars, the use of HPMC stopped the phenomenon of water exudation and the additions of 0.15 and 0.20% provided the highest compressive strength to the 48h mortars (± 5.28 and 5.28 MPa, respectively) . The increase in the AEH content to 1.2% in the 72h stabilization caused losses in mechanical performance and in the results of the modulus of elasticity. It was verified that the mortars applied without suction from the porous substrate were the ones that added the highest capillary absorption values. Comparing the mortars produced with FG and FQ, it is noticeable that the mortars with FG, regardless of the base, absorbed a greater amount of water by capillary action in 72 hours than the mortars with FQ. Finally, it is concluded that FG has potential for use in the production of stabilized mortars, as it contributed to the delay in setting times, an effect that is beneficial for the stabilization of the mortars. Also, when comparing the compressive strength of mortar with FG versus mortar with cement, there is an increase of 17.73% in strength. Its use gives a new destination to this material and avoids the environmental deterioration of large areas where this product is stored, and also an exploration of natural gypsum reserves.