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Título: O uso do metacaulim como fonte de alumina em cimentos supersulfatados
Título(s) alternativo(s): The use of metakaolin as the source of alumina in supersulfated cements
Autor(es): Volkweis, Letícia
Orientador(es): Luz, Caroline Angulski da
Palavras-chave: Cimento
Argila
Caulim
Cement
Clay
Kaolin
Data do documento: 25-Jun-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: VOLKWEIS, Letícia. O uso do metacaulim como fonte de alumina em cimentos supersulfatados. 2018. 67 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.
Resumo: O metacaulim é um material derivado da calcinação das argilas cauliníticas (caulim) cuja composição predominante é silicato de alumínio hidratado (Al2Si2O5(OH)4). Enquanto o caulim é amplamente empregado pela indústria cerâmica, o uso do metacaulim vem crescendo na indústria cimenteira, como material pozolânico em cimentos Portland. Atualmente, é dada considerável atenção aos cimentos especiais, capazes de diminuir a emissão de CO2 e de, consequentemente, minimizar os impactos causados pela indústria cimenteira, sendo um deles o cimento supersulfatado (CSS). Esse é composto de escória de alto-forno (90-80%), sulfato de cálcio (10-20%) e um ativador alcalino, podendo ser o cimento Portland ou hidróxido. Cimentos produzidos com escória tem seu desempenho influenciado pelo percentual de alumina presente. Escórias com maior teor de alumina (superior a 13%) tendem a formar mais produto hidratado e menos poros, resultando em maiores resistências à compressão. No Brasil, as escórias encontradas possuem médio teor de alumina (7 a 11%). O objetivo deste estudo é avaliar o metacaulim como fonte de alumina em cimentos supersulfatados visando alcançar maior resistência mecânica. Para isso foram moldadas pastas de cimento de referência na proporção inicial de 85% de escória de alto forno, 15% sulfato de cálcio, 5% de CPV. O metacaulim foi empregado como substituição à escória em 5, 10, 15 e 20%. A resistência mecânica e a formação dos compostos hidratados foram avaliadas aos 7 e 28 dias. Apesar das proporções com 15 e 20% possuírem maiores teores de alumina essas pastas apresentaram as menores resistências à compressão e também as reações de hidratação mais rápidas. As pastas com proporções de 5 e 10% apresentaram resultados satisfatórios para a resistência mecânica, superiores à referência, e também maior formação de etringita.
Abstract: Metakaolin is a material derived from the calcination of kaolinite clays (kaolin) whose predominant composition is hydrated aluminum silicate (Al2Si2O5(OH)4). While kaolin is widely employed by the ceramics industry, the use of metakaolin has been growing in the cement industry as pozzolanic material in Portland cements. Considerable attention hasbeen given to special cements, which can reduce CO2 emissions and, consequently, reduce the impacts caused by the cement industry, one of which is supersulfated cement (SSC). This is composed of blast furnace slag (80-85%), calcium sulphate (10-15%) and an alkaline activator, which may be Portland cement or hydroxide. SSCs have their performance influenced by the percentage of alumina present in blast furnace slag. Slags with higher alumina content (greater than 13%) tend to form more hydrated product and less pores, resulting in higher compressive strengths. In Brazil, the slag has a medium content of alumina (7 to 11%). The goal of this study was to investigate the metakaolin as source of alumina in supersulfated cements to achieve greater compressive strength. For this, reference cement pastes were formulated in the initial proportion of 85% blast furnace slag, 15% calcium sulphate and 5% of Portland cement (as activator). The metakaolin was used as a replacement of slag in 5, 10, 15 and 20%. The compressive strength and the formation of the hydrated compounds were investigated at 7 and 28 days. Although the proportions with 15 and 20% have higher alumina contents, these pastes had the lowest compressive strengths and the fastest hydration reactions. This fact may be related to the high fineness of the metakaolin, which had low workability in the mixture. The pulps with proportions of 5 and 10% showed satisfactory results for compressive strength, higher to reference, andmore formation of ettringite.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11150
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