Efeito da Distribuição Granulométrica em Cimentos LC³ Produzidos a partir de Matérias-Primas da Região de Foz Do Iguaçu – PR
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Data
2022
Autores
Dias, Raquel Pedroso
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Resumo
A emissão massiva de CO2 associada ao cimento Portland faz com que seja necessário o desenvolvimento de cimentos alternativos menos emissivos, sendo o LC³ (Limestone Calcined Clay Cement) um dos materiais com crescente visibilidade nessa questão. Este cimento é fabricado a partir da substituição de até 50% do teor de clínquer por argila calcinada e calcário, materiais com ampla disponibilidade global e menores emissões de CO2 em relação ao clínquer. Entretanto, o desempenho do LC³ está diretamente ligado às propriedades das argilas utilizadas e aos parâmetros de moagem adotados, fatores diretamente relacionados às propriedades reológicas, mecânicas e de durabilidade do sistema. Dessa maneira, foi realizado um programa experimental para produzir cimentos LC³-50 a partir de argilas disponíveis na região do estudo, avaliando a influência das distribuições granulométricas das matérias-primas constituintes desses cimentos. Para tal, foram coletadas e analisadas 12 argilas, verificando o teor de caulinita e o potencial de utilização em cimentos LC³. A argila com maior teor de caulinita e os demais materiais utilizados (clínquer, gipsita e calcário) foram modificados por meio de moagem mecânica para obter a granulometria desejada, totalizando três granulometrias para o clínquer (D50 de 8, 12 e 18 μm), duas para a argila (D50 de 6 e 12 μm) e duas para o calcário (D50 de 3 e 12 μm). Foram fabricados três cimentos convencionais (OPC) com 96,5% de clínquer e 3,5% de gipsita; três misturas de referência (REF) com 55% de OPC e 45% de fíler inerte; e sete LC³-50, nomeados de acordo com as granulometrias das matérias-primas. Verificou-se que as argilas da região oeste do Paraná possuem teores médios/baixos de caulinita (30% – 45%), porém, as argilas com mais de 40% são consideradas viáveis para a produção de cimentos LC³. Todos os LC³ produzidos apresentaram altas áreas superficiais, elevando a demanda mínima de água e modificando os parâmetros reológicos, especialmente as tensões de escoamento. Os cimentos LC³ apresentaram menores teores de água combinada que o OPC-12 e consumo de praticamente toda a portlandita aos 28 dias, resultando em matrizes com baixa reserva alcalina (< 2,8 g de CH/g de cimento aos 91 dias de hidratação). Os estudos no estado endurecido indicaram que já aos 7 dias as pastas fabricadas com LC³ superaram a resistência à compressão das fabricadas com o OPC e com as misturas de referência, entretanto pouca evolução de resistência mecânica é observada após os 28 dias. Por meio deste estudo, constatou-se que é possível produzir cimentos LC3 com argilas do local de estudo, com emissões de CO2/t de cimento 35% inferiores ao OPC. As emissões oriundas dos processos de moagem das matérias-primas têm pouco impacto nas emissões gerais do produto final, fazendo com que seja vantajoso, do ponto de vista de resistência mecânica, a moagem extra de clínquer, argila calcinada e calcário.
Descrição
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil.
Palavras-chave
Materiais Cimentícios Suplementares. LC³. Argilas calcinadas. Calcário. Distribuição Granulométrica.