Estabilização alcalina de misturas de areia, pó de telha cerâmica e cal de carbureto

Abstract

Propõe-se nesta dissertação discorrer sobre a utilização de diferentes materiais no âmbito da construção civil, dada a potencialidade de alguns tipos de resíduos (muitos deles descartados de forma irregular na natureza, dando origem a passivos ambientais), ainda não ou pouco explorados. A presente pesquisa tem por objetivo estudar compostos cimentantes alternativos para o melhoramento de solos com potencial aplicação em obras geotécnicas, como alternativa ao tradicional cimento Portland, tendo em vista a grande quantidade de CO2 emitida no processo de fabricação deste. A partir da ativação alcalina pode ser feita a transformação de materiais residuais, provenientes da construção civil e/ou da indústria, em compósitos artificialmente cimentados. Este processo se dá pelo contato de um material rico em aluminossilicatos com uma solução alcalina ativadora, de modo que ao se estabelecer contato ocorre a dissolução e posterior reorganização das cadeias moleculares do material amorfo, obtendo-se como resultado um material cristalino com uma estrutura bem ordenada. Este trabalho foi elaborado a partir de um programa experimental que tem como metodologia a adição, em diferentes dosagens, de cal de carbureto (resíduo rico em óxido de cálcio), pó de telha cerâmica (material pozolânico) acrescentado de uma solução a base de hidróxido de sódio (NaOH) para a estabilização alcalina de solos granulares, neste contexto, a areia de Osório. Ao longo do experimento são testados diferentes traços de misturas para verificação do ganho de resistência, rigidez e durabilidade do material estudado. Além disso, difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de raios-X por dispersão em energia (EDS) também foram realizadas para caracterizar a mineralogia e a microestrutura dos CPs.

It is proposed in this dissertation to discuss about the use of different materials in the scope of civil construction, given the potentiality of some types of waste (many of them discarded irregularly in nature, giving rise to environmental liabilities), not yet or little explored. This research aims to study alternative cement compounds for soil improvement with potential application in geotechnical works, as an alternative to the traditional Portland cement, considering the large amount of CO2 emitted in its manufacturing process. From the alkaline activation, the transformation of residual materials, from civil construction and industry, into artificially cemented composites can be done. This process occurs through the contact of a material rich in aluminosilicates with an alkaline activating solution, so that when contact is established the dissolution and subsequent reorganization of the molecular chains of the amorphous material occurs, obtaining as a result a crystalline material with a well-ordered structure. This work was elaborated from an experimental program that has as methodology the addition, in different dosages, of carbide lime (residue rich in calcium oxide), ceramic tile powder (pozzolanic material) and a sodium hydroxide-based solution (NaOH) for the alkaline stabilization of granular soils, in this context, Osório sand. Throughout the experiment different traces of mixtures will be tested to check the strength, rigidity and durability of the material studied. Moreover, x-ray diffraction (XRD), back-scattering electron microscopy (BSEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were also performed to characterize the mineralogy and microstructure of the specimens.