Avaliação do uso da cinza do bagaço de cana-de-açúcar na produção de aglomerantes ativados alcalinamente - Pereira, Adriana Maria [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019)
Nos últimos anos, tem havido um crescente interesse em substituir parcialmente ou totalmente o uso do cimento Portland por materiais com baixo impacto ambiental; logo o estudo de aglomerantes ativados alcalinamente obtidos a partir da mistura de um precursor sólido, rico em aluminossilicato, e uma solução alcalina de alta concentração, tem se mostrado uma alternativa viável, uma vez que o consumo de energia e a emissão de CO2 durante a produção dessas matrizes são reduzidas, e ainda, ocorre a possibilidade de inserção de subprodutos agroindustriais, na matriz desses aglomerantes. Assim a presente tese apresenta um estudo de viabilidade do uso da cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBC), subproduto da indústria sucroalcooleira, na produção de aglomerantes ativados alcalinamente. A CBC foi obtida a partir da queima não controlada do bagaço de cana-de-açúcar e apresentou uma composição química predominantemente constituída de dióxido de silício. A cinza foi submetida a ensaios de caracterização física e química, de modo a avaliar a viabilidade do uso da cinza na produção de matrizes ativadas. Os ensaios de caracterização e de reatividade indicaram que a cinza apresenta grande parte da sua sílica no estado cristalino, além de apresentar baixa solubilidade e reatividade pozolânica. Porém, os ensaios térmicos e mecânicos das argamassas e pastas produzidas com a CBC, demostraram que, a CBC apresenta boa reatividade para períodos de cura prolongados, possibilitando o seu uso em matrizes de cimento Portland e matrizes ativadas. Nos estudos das matrizes ativadas, foramanalisados dois tipos de sistemas: no primeiro sistema, a CBC foi utilizada como precursor sólido em sistemas binários com a escória de alto forno e foi avaliado o comportamento microestrutural das matrizes a partir de ensaios de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e estudos mecânicos das matrizes ativadas com soluções de NaOH variando a concentração de 2 a 10M. Posteriormente, a CBC foi aplicada como fonte de silicato solúvel na produção da solução ativadora de NaOH, com concentração de 4M e 8M, e relação SiO2/Na2O igual a 0,5. Logo, o uso da CBC como fonte alternativa para a produção de novos aglomerantes contribui favoravelmente para a sustentabilidade ambiental, além de proporcionar a valorização do resíduo.

In recent years, there has been a growing interest in partially or totally replacing the use of Portland cement with materials with low environmental impact; Therefore, the study of alkaline activated binders obtained from the mixture of an aluminosilicate rich solid precursor and a high concentration alkaline solution, proved to be a viable alternative since energy consumption and CO2 emission during production of these matrices are reduced, and also, there is the possibility of insertion of agroindustrial byproducts in the matrix of these binders. Thus, this thesis presents a viability study of the sugarcane bagasse ash (SCBA) use, a by-product of the sugar and alcohol industry, in the production of alkaline activated binders. The SCBA was obtained from the uncontrolled calcination of the sugarcane bagasse and presented a chemical composition predominantly constituted of silicon dioxide. The ash was physically and chemically characterized, in order to assess the viability of the ash use in the production of activated matrices. Characterization and reactivity analysis indicated that ash presents a great part of its silica in the crystalline state, low solubility and pozzolanic reactivity. However, the thermal and mechanical analysis of mortars and pastes produced with SCBA showed that ash presented good reactivity for long curing periods, allowing its use in Portland cement matrices and activated matrices. Two types of systems were analyzed in the activated matrices studies: in the first system, the SCBA was used as a solid precursor in binary systems with the blast furnace slag, the microstructural behavior of the matrices was assessed by means of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM) and mechanical studies of the matrices activated with NaOH solutions varying the concentration from 2 to 10M. Subsequently, SCBA was applied as a source of soluble silicate in the production of the NaOH activator solution, with concentrations of 4M and 8M, and a SiO2 / Na2O ratio of 0,5. Thus, the use of SCBA as an alternative source for the production of new binders contributes favorably to the environmental sustainability, besides valorization of the residue.
Assessment of the sugar cane bagasse ash use in the production of alkali-activated binders
Keywords: Material alternativo e sustentável; Atividade pozolânica; Ativação alcalina; Resistência mecânica à compressão; Microestrutura; Alternative and sustainable material; Pozzolanic activity; Alkaline activation; Compressive strength; Microstructure