Avaliação experimental do comportamento mecânico de materiais activados alcalinamente

Abstract

As estruturas betão armado à base de cimento Portland Normal apresentam muitas vezes uma deterioração rápida relevante, que tem implicações, tanto a nível económico, com despesas de reabilitação não previstas, como em termos de impacto ambiental associado a essas intervenções de reabilitação. Para além disso, durante o processo de fabrico do cimento Portland Normal são geradas grandes quantidades de CO2, ao mesmo tempo que é consumida uma enorme quantidade de energia, o que representa um grande impacto ambiental. A presente dissertação é dedicada ao estudo de aplicação de cinzas resultantes da produção de tijolo e de material cerâmico na incorporação de ligante, substituindo-se assim parte deste. É também avaliada a influência da sua granulometria, sendo para isso analisados 3 tipos distintos. Assim, é abordada uma nova via de desenvolvimento de materiais obtidos por ativação alcalina, os quais podem atingir uma elevada durabilidade como o comprovam algumas construções muito antigas que duraram até aos nossos dias. Neste contexto, esta dissertação consiste na caracterização das propriedades resistentes de materiais obtidos por recurso a quatro tipos distintos de ligantes ativados alcalinamente. Estes ligantes são compostos, tendo por base o metacaulino, ao qual se adicionou posteriormente cinzas provenientes do fabrico de tijolo cerâmico, ou cerâmica cozida, ou cerâmica não cozida. Em todos os casos, foram analisadas duas composições diferentes, com substituições de 30% e de 70% de metacaulino. Posteriormente, são comparadas estas características com as que resultam da mistura base, só com metacaulino, e ainda com os resultados obtidos a partir de uma argamassa construída com um ligante hidráulico. Neste trabalho exploratório, os resultados permitem concluir que existe uma possibilidade muito forte de se substituir o cimento Portland Normal, garantindo propriedades estruturais equivalentes e apresentando na sua produção menores emissões de dióxido de carbono, tornando a indústria da construção mais sustentável para o meio ambiente.

The reinforced concrete structures based on Ordinary Portland cement often have a quick, relevant deterioration that has implications not just at the economical level, with rehabilitation or anticipated expenses but also in terms of environmental impacts associated with these rehabilitation interventions. In addition, during the process of manufacture of Ordinary Portland cement large amounts of CO2 are generated at the same time being consumed a huge amount of energy, which represents a major environmental impact. This dissertation is devoted to the study of application of ash from the production of ceramic brick and its incorporation into the binder, thus replacing some of it. It was also evaluated the influence of the particle size hence 3 distinct types were analyzed . So, it is a new approached via the development of new materials obtained by alkaline activation, which can achieve high durability as evidenced by some very old buildings that have lasted to the present day. In this context, this dissertation aims at characterizing the mechanical materials obtained by use of four different types of activated alkali binders. These binders are composed, based on metakaolin, which is subsequently ash from the manufacture of ceramic bricks or baked or unbaked ceramic tile added. In all cases, two different compositions, with substitution of 30% to 70% metakaolin were analyzed. Subsequently, these characteristics are compared with those resulting from the mixture based only on metakaolin and also with the results obtained from a mortar constructed with a hydraulic binder. In this exploratory work, we conclude that there is a very strong possibility to replace Ordinary Portland cement, ensuring equivalent structural properties and performing in their production lower emissions of carbon dioxide, making the construction industry more sustainable for the environment.