Desenvolvimento e caracterização de materiais geopoliméricos de uma fase à base de lama vermelha e vidro moído.

Abstract

A indústria da construção civil contribui como uma parcela significativa nas emissões de gases de efeito estufa. A produção de cimento Portland gera aproximadamente 8% do total de emissões globais de CO2. Além disto, a disposição final dos resíduos sólidos gerados por diversas indústrias vem representando um agravante nas questões ambientais, pois a armazenagem incorreta traz danos ao meu ambiente e à saúde pública. Entre os diversos resíduos gerados pela indústria da mineração tem-se a lama vermelha, material rejeito do beneficiamento de bauxita na produção do alumínio. São produzidas cerca de 120 milhões de toneladas desse resíduo mundialmente por ano. Esse material vem sendo armazenado em barragens, onde além de requerer cuidados prévios com a área da disposição, necessita de monitoramento e manutenção da barragem por toda sua vida-útil. Assim, sabendo que a produção de cimento é uma das atividades industriais mais impactantes em termos de emissões de CO2, se faz necessário buscar materiais capazes de substituí-lo. Dentre os novos materiais possíveis estudados, tem-se os geopolímeros, que vem ganhando destaque devido às suas propriedades físicas, químicas, estruturais e térmicas. Eles são uma classe de polímeros inorgânicos sintetizados a partir de uma ativação alcalina entre compostos aluminossilicatos. A lama vermelha apresenta características químicas favoráveis e é gerada em volumes consideráveis, tornando-a uma possibilidade para desenvolvimento de geopolímeros. Desta forma, este estudo buscou desenvolver um novo geopolímero a partir da lama vermelha e pó de vidro, que seja capaz de substituir o cimento em algumas aplicações. Para isso, incialmente, a caracterização das matérias primas utilizadas foi realizada por ensaios de espectroscopia fluorescência de raios X (FRX), distribuição granulometria a laser, difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a síntese, foi verificado o efeito dos parâmetros do procedimento utilizado nas características dos materiais obtidos, por meio de análise visual, ensaio de resistência à compressão e espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Constatou-se que processo de ativação álcali-térmica, nos modos como empregado, foi ineficiente em termos de modificação na resistência à compressão. Além disto, percebeu-se que adições de pequenas quantidades de cimento (5% em peso) implicaram em ganhos de resistência à compressão consideráveis (aumento de aproximadamente 220%). Também foi verificado que o acréscimo na concentração do ativador afetou negativamente à resistência à compressão dos materiais desenvolvidos, sugerindo que apenas a quantidade de hidróxido de sódio contida na lama vermelha na sua forma recebida já seria capaz de promover a reações químicas da geopolimerização. Recomenda-se que os ix materiais desenvolvidos neste trabalho possam ser usados na engenharia civil em aplicações específicas, tais como na pavimentação ou na fabricação de blocos.