Avaliação da reatividade da cinza do bagaço de cana-deaçúcar em concretos por meio do fator k de eficácia cimentante

Abstract

Com a vigente expansão dos canaviais brasileiros, um estudo direcionado para os resíduos provenientes da cana-de-açúcar torna-se imprescindível no cenário atual. Neste sentido, pesquisas estão sendo desenvolvidas para a utilização de cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC) em compósitos cimentícios, sendo que esta cinza é obtida a partir da queima do bagaço que é utilizado como combustível em processos de cogeração de energia. A CBC é predominantemente constituída de dióxido de silício, e esta característica tem conduzido à avaliação da potencialidade pozolânica do material, principalmente em substituição ao cimento Portland. Nos últimos anos, tem havido um crescente interesse em se determinar o que é conhecido como Fator k de Eficácia Cimentante, que corresponde a um número que caracteriza o material pozolânico e determina a equivalência entre este e o cimento, do ponto de vista das características aglomerantes, e o seu consequente resultado no desenvolvimento das resistências mecânicas. O coeficiente de eficácia não é único para cada tipo de material, isto é, depende de algumas variáveis como por exemplo a relação água/cimento, proporção entre cimento e pozolana, idade de cura, entre outros parâmetros. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é determinar o fator de eficácia cimentante da cinza do bagaço de cana-de-açúcar, em termos de resistência mecânica à compressão de microconcretos e concretos. O estudo do fator k se deu a partir da substituição de cimento Portland por CBC e do incremento no consumo de adição em relação à mistura controle (sem CBC), para relação água/cimento fixa. Também foram realizadas caracterizações físico-químicas da CBC, de pastas de cal/CBC e cimento/CBC, bem como a avaliação da reatividade pozolânica por meio de medidas de condutividade/resistividade e impedância elétricas em argamassas. O caráter pozolânico evidenciado pela cinza do bagaço de cana-de-açúcar foi traduzido nas alterações das medidas elétricas ao longo do tempo hidratação. Além disso, os resultados obtidos de eficácia cimentante mostram a influência significativa da relação água/cimento, porcentagem de substituição de CBC e tempo de cura. Foram obtidos valores de k maiores que um, mostrando que se é possível obter concretos de mesma resistência mecânica, podendo substituir o cimento Portland por um consumo menor de CBC. Além disso, a reatividade do material se mostrou mais efetiva em idades de cura mais avançadas, para teores de substituição de até 20% de CBC em relação à massa de Cimento Portland.

A specific study related to the reusing of wastes from sugarcane industry is essential nowadays, mainly due to the increasing on the brazilian sugar cane plantations. On this way, several studies have been performed using sugarcane bagasse ash (SCBA) in cementitious composites, where the SCBA was obtained from the energy cogeneration process. Due to the chemical composition of SCBA, mainly silicon, studies related to its use as pozzolanic material in Portland cement binder have been reported. In the last years, the knowledge about factor k, that corresponds to a number characterize a pozzolanic material and determines its equivalence with Portland cement (OPC) from mechanical strength point of view, is increasing. Factor k depends on some variables used in mortars or concretes mixtures such as water/OPC ratio, proportion between OPC and pozzolanic material, curing time, among other parameters. The aim of this work is to assess the factor k of SCBA from mechanical point of view micro-concretes and concretes. The assessment of factor k was performed replacing OPC by SCBA and adding SCBA to the control mixture (without SCBA) for a fixed water/OPC ratio. Phisico-chemical characterization of SCBA and its reactivity on calcium hydroxide/SCBA and OPC/SCBA were assessed on pastes. Conductivity/resistivity and electrical impedance measurements were performed on mortar samples. Pozzolanic reactivity of SCBA could be detected by modifications on the conductivity/resistivity and electrical impedance measurements along the curing time. Furthermore, obtained results showed that factor k present a significantly influence of water/OPC ratio, proportion between OPC and SCBA and curing time. Factor k values obtained for SCBA were higher than the unit, showing that it is possible to yield concretes with similar mechanical strength replacing OPC by a lower amount of SCBA. In the same way, the reactivity of SCBA was more pronounced for long curing time, replacing up to 20% of OPC by SCBA.