Matrizes cimentícias com adição de rejeito sílico-aluminoso em situação de incêndio.

Abstract

O rejeito proveniente da mineração de areia é um material fino, gerado em grande quantidade e ainda pouco estudado, denominado goma de areia (GA). A GA representa ônus ao processo de extração de areia devido aos impactos ambientais, sociais e econômicos associados à sua geração, incluindo as grandes extensões de área necessárias para sua disposição e potencial contaminação do solo e dos cursos d’água próximos. Até o presente momento, não foram encontrados na literatura estudos referentes à caracterização e aplicação desse material para a finalidade descrita ou a outras que visem a melhoria do desempenho das matrizes de cimento Portland. Portanto, foi proposta a avaliação de suas características físicas, químicas e mineralógicas e seu emprego como material cimentício suplementar (SCM) em matrizes cimentícias sujeitas à condição de incêndio, contribuindo para a reinserção desse rejeito na cadeia produtiva, redução no consumo de ligante e a consequente redução da emissão de CO2 relacionada à produção de cimento Portland, bem como a diminuição do consumo de recursos naturais não renováveis e redução dos reservatórios destinados à disposição desse rejeito. Buscando parametrização para as propriedades da GA, foram caracterizados outros dois materiais, rejeito de quartzito (QT) e metacaulim (MC). O QT é um material proveniente do corte e polimento de peças ornamentais e predominantemente composto por quartzo (SiO2), que corresponde à fase mineralógica da sílica presente na GA. O MC é um produto comercial com teor significativo de caulinita [Al2Si2O5(OH)4] e predominantemente amorfo, comumente utilizado como pozolana em matrizes cimentícias. Os materiais foram caracterizados física, química e mineralogicamente e foi realizada a moldagem de corpos de prova cilíndricos (ø50 x 100 mm) de concreto contendo teores de 2% a 16% de cada SCM em relação ao volume de cimento. Após a cura, foram procedidas as caracterizações física e mecânica das matrizes aos 28 dias e os corpos de prova foram submetidos a ciclos de queima em forno a gás sob temperaturas máximas de 400oC, 600oC, 800oC e 1100oC, sendo realizada sua caracterização física e mecânica após o resfriamento natural. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade técnica da incorporação de GA aos concretos, apresentando maior resistência mecânica e melhores propriedades físicas do que a referência em todos os teores de adição estudados, com máximo desempenho registrado para o teor de 8% de adição. Após a simulação de incêndio, todas as amostras com adição de SCMs apresentaram desempenho melhor do que a referência, tendo também o concreto com 8% de GA alcançado um melhor desempenho geral quanto à resistência mecânica e às propriedades físicas residuais. Tais resultados indicaram que a adição de GA às matrizes cimentícias possibilita o aumento da resistência a altas temperaturas.