Avaliação de aglomerante alternativo à base de óxido de magnésio e cinzas de folha de bambu
Data
2024-02-20
Autores
Orientador
Sanches, Alex Otávio 
Coorientador
Akasaki, Jorge Luís
Pós-graduação
Engenharia Civil - FEIS 33004099084P5
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Devido ao elevado consumo energético relacionado à produção dos aglomerantes tradicionais e ao descarte inadequado de resíduos, tem havido um aumento significativo na atenção dada às pesquisas sobre aglomerantes alternativos e reaproveitamento de materiais. Dentre tais aglomerantes destacam-se os algomerantes à base de óxido de magnésio reativo (MgO) devido a sua baixa temperatura de produção (por volta de 700°C) comparado aos aglomerantes tradicionais, bem como ao seu potencial de aumentar a resistência mecânica por meio da captura de CO2 e da adição de fontes de SiO2 amorfo. Esses aglomerantes podem ser utilizados na produção de argamassas e concretos. Neste trabalho, objetivou-se analisar a viabilidade de produção de um aglomerante utilizando MgO em conjunto com uma fonte alternativa de SiO2 amorfo: as cinzas provenientes da queima da folha de bambu (CFB). Foram realizados ensaios de caracterização físico-química e mecânica em pastas de MgO como material de referência, e diferentes proporções de MgO e CFB com fatores água/aglomerante 0,5; 0,6 e 0,7. Os ensaios incluíram resistência à compressão, difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medidas de temperatura e determinação da expansão linear. Os resultados demostraram uma razão a/c = 0,5 como ideal para hidratação das pastas. Não foram testados fatores a/c inferiores à 0,5 devido à estequiometria da reação indicar valores acima de 0,45 para que não falte água durante a reação e formação dos produtos hidratados. Razões acima da especificada, promoveram uma redução gradativa dos valores de resistência a compressão originados, possivelmente, pelo aumento de porosidade no sistema decorrente da maior presença de água livre e maior formação de Mg(OH)2 em decorrencia da maior disponibilidade de água. A grande formação de Mg(OH)2 nas pastas contendo somente MgO, resultou em elevadas expansões lineares, ocasionando valores de resistência a compressão reduzidos. A introdução da CFB promoveu a formação do M-S-H pela reação com a brucita, resultando em um desempenho mecânico consideravelmente superior em relação às amostras contendo apenas MgO, assim como uma baixa expansão linear das misturas. A melhor proporção em termos de resistência mecânica foi encontrada para a amostra com 40% de CFB e fator água/aglomerante 0,5, atingindo 16,42 MPa aos 28 dias, um aumento de 536% em relação às pastas sem a presença da fonte de silicato. Os demais fatores água/aglomerante apresentaram resistências inferiores, fato atribuído a combinação de um efeito de diluição e ao aumento de porosidade promovida pela presença de água residual.
Resumo (inglês)
Due to the high energy consumption related to the production of traditional binders and inadequate waste disposal, there has been a significant increase in the attention given to research on alternative binders and reuse of materials. Among such binders, reactive magnesium oxide (MgO)-based binders stand out due to their low production temperature (around 700°C) compared to traditional binders, as well as their potential to increase mechanical strength through the capture of CO2 and the addition of sources of amorphous SiO2. These binders can be used in the production of mortars and concretes. In this work, the objective was to analyze the feasibility of producing a binder using MgO together with an alternative source of amorphous SiO2: the ash from the burning of bamboo leaves (BLA). MgO pastes as reference material, and different proportions of MgO and BLA with 0.5, 0.6 and 0.7 water/binder factors. Tests included compressive strength, X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG/DTG), scanning electron microscopy (SEM), temperature measurements and determination of linear expansion. The results showed a w/b ratio = 0.5 as ideal for paste hydration. w/b factors lower than 0.5 were not tested due to the stoichiometry of the reaction indicating values above 0.45 so that there is no lack of water during the reaction and formation of the hydrated products. Ratios above the specified, promoted a gradual reduction of the compressive strength values, possibly originated by the increase of porosity in the system due to the greater presence of free water and greater formation of Mg(OH)2 due to greater water availability. The large formation of Mg(OH)2 in pastes containing only MgO resulted in high linear expansions, causing reduced compressive strength values. The large formation of Mg(OH)2 in the pastes resulted in high linear expansions, causing reduced compressive strength values. The introduction of BLA promoted the formation of M-S-H from the reaction of brucite, originating a considerably superior mechanical performance in relation to the samples containing only MgO, as well as a low linear expansion of the mixtures. The best proportion in terms of mechanical strength was found for the sample with 40% CFB and a water/binder factor of 0.5, reaching 16.42 MPa at 28 days, an increase of 536% in relation to the pastes without the presence of silicate source. The other water/binder factors showed lower resistance, a fact attributed to the combination of a dilution effect and the increase in porosity caused by the presence of residual water.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
CHOTOLLI, Denise Luisa. Avaliação de aglomerante alternativo à base de óxido de magnésio e cinzas de folha de bambu. 2024. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Faculdade de Engenharia, Universidade estadual Paulista - UNESP, 2024.