Desenvolvimento de argamassa álcali-ativada baseada em cinzas de caldeira de dendê e queima de madeira

Coelho, Vinícius Almeida; Fiuza Junior, Raildo Alves; Silva, Francisco Gabriel Santos

doi:10.1590/s1678-86212023000300680

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Sumário

ARTIGO • Ambient. constr. 23 (3) • Jul-Sep 2023 • https://doi.org/10.1590/s1678-86212023000300680 copiar

Desenvolvimento de argamassa álcali-ativada baseada em cinzas de caldeira de dendê e queima de madeira

Development of alkali-activated mortar based on palm oil fuel ash and wood ash

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Os materiais álcali-ativados são conhecidos por apresentarem rápido desenvolvimento de elevada resistência mecânica, alta estabilidade química e possível reutilização de resíduos durante sua formulação, o que permite reaproveitar recursos e reduzir impactos ambientais. O presente trabalho desenvolveu argamassas álcali-ativadas empregando cinzas de caldeira de dendê e de queima de madeira, beneficiadas por meio de moagem e peneiramento. Avaliaram-se as características físico-químicas dos materiais por meio de ensaios de difração de raios laser, difração e fluorescência de raios x e termogravimetria, e formularam-se aglomerantes variando as relações molares CaO/SiO₂e SiO₂/Al₂O₃. Foram avaliadas seis formulações, duas das quais commetacaulim como fonte complementar de Al₂O₃. Avaliadas as propriedades mecânicas dos aglomerantes, formularam-see avaliaram-se três argamassas com variação do teor volumétrico de agregado em 25% e 50% quanto a trabalhabilidade, resistência mecânica, absorção de água e desenvolvimento de eflorescência. Houve desenvolvimento total de resistência com apenas 2 dias, e resistência à tração média de 3,54 MPa e à compressão de 10,5 MPa. As argamassas apresentaram baixa susceptibilidade ao desenvolvimento de eflorescência e taxa de absorção de 9,6%, o que confirma o potencial de aproveitamento dessas cinzas como material precursor para argamassas.

Palavras-chave:
Álcali-ativação; Argamassa; Cinza industrial; Resíduo

Traço	CCD	CQM	MK	Solução NaOH	Sílica ativa	CaO/ SiO₂	SiO₂/ Al₂O₃	Na₂O/ SiO₂	Na₂O/ Al₂O₃	H₂O/ Na₂O	L/S	M+ ¹
A1	100,0	8,7	0	39,9	14,4	0,29	17,25	0,30	5,17	15,85	0,59	9,87%
A2	100,0	39,0	0	51,0	18,5	0,61	17,10	0,34	5,89	14,74	0,57	9,61%
A3	100,0	92,5	0	70,6	25,7	1,01	16,89	0,40	6,81	13,67	0,56	9,39%
A4	100,0	181,9	21,6	111,0	40,5	1,19	8,01	0,41	3,28	12,78	0,54	9,14%
A5	100,0	14,6	13,4	47,0	17,1	0,29	7,89	0,28	2,20	15,23	0,57	9,66%
A6	100,0	88,6	0	41,5	15,1	1,24	13,49	0,32	4,38	17,11	0,34	5,64%

Argamassa	CCD	CQM	MK	Solução NaOH	Sílica ativa	Areia	Volume de agregado	H₂O_Add	Solução NaOH _Add
AR25	100	181,9	21,6	111	40,5	209,1	25%	-	-
AR50H	100	181,9	21,6	111	40,5	627,4	50%	60 ml	-
AR50S	100	181,9	21,6	111	40,5	627,4	50%	-	70 ml

PROPRIEDADE	CCD	CQM	MK
Massa específica (g/cm³)	2,17	2,77	2,73
Área superficial específica (m²/kg)	606,5	872,3	948,1

ÓXIDO	CCD	CQM	Metacaulim	Sílica ativa
Al₂O₃	3,62	1,60	42,17	0,15
CaO	6,35	41,93	0,09	0,56
Cl	1,10	1,48	0,02	0,36
Fe₂O₃	6,11	0,77	5,76	2,28
K₂O	16,43	8,20	0,81	2,78
MgO	4,66	2,34	0,10	1,53
MnO	0,13	0,14	0,12	0,16
Na₂O	0,75	1,78	-	1,13
P₂O₅	4,32	1,74	0,07	0,14
SiO₂	23,09	2,56	45,85	89,89
SO₃	0,95	1,75	0,18	-
SrO	0,09	0,50	< 0,01	< 0,01
TiO₂	0,47	0,17	1,37	-
Perda ao fogo (PF)	31,65	34,90	2,07	-

ANOVA
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	29,75769	5	5,95154	245,50785	7,86E-14	2,90129
Dentro dos grupos	0,36362	15	0,02424
Total	30,12132	20

ANOVA - Idade: 2 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	4,09773	2	2,04887	76,30788	0,00268	9,55209
Dentro dos grupos	0,08055	3	0,02685
Total	4,17828	5
ANOVA - Idade: 14 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	7,35339	2	3,67670	32,96503	0,00132	5,78614
Dentro dos grupos	0,55767	5	0,11153
Total	7,91106	7

ANOVA - Aglomerante A4
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	0,01311	1	0,01311	0,25932	0,64568	10,12796
Dentro dos grupos	0,15169	3	0,05056
Total	0,16481	4
ANOVA - Aglomerante A5
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	0,69436	1	0,69436	3,38315	0,20724	18,51282
Dentro dos grupos	0,41048	2	0,20524
Total	1,10484	3
ANOVA - Aglomerante A6
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	1,61298	1	1,61298	63,63414	0,00411	10,12796
Dentro dos grupos	0,07604	3	0,02535
Total	1,68902	4

ANOVA
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	214,30235	5	42,86047	87,72155	1,57E-11	2,81000
Dentro dos grupos	8,30615	17	0,48860
Total	222,60850	22

ANOVA - Idade: 2 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	96,05359	2	48,02679	98,45045	2,59E-05	5,14325
Dentro dos grupos	2,92696	6	0,48783
Total	98,98055	8
ANOVA - Idade: 7 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	73,42489	2	36,71244	23,52578	0,00286	5,78614
Dentro dos grupos	7,80260	5	1,56052
Total	81,22749	7
ANOVA - Idade: 14 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	31,83852	2	15,91926	228,45542	4,22E-07	4,73741
Dentro dos grupos	0,48777	7	0,06968
Total	32,32629	9

ANOVA - Aglomerante A4
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	2,02707	2	1,01353	2,64212	0,16481	5,78614
Dentro dos grupos	1,91803	5	0,38361
Total	3,94510	7
ANOVA - Aglomerante A5
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	3,59055	2	1,79528	1,99035	0,20684	4,73741
Dentro dos grupos	6,31394	7	0,90199
Total	9,90449	9
ANOVA - Aglomerante A6
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	18,69055	2	9,34528	18,78218	0,00261	5,14325
Dentro dos grupos	2,98537	6	0,49756
Total	21,67592	8

ANOVA - Idade: 7 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	5,43859	2	2,71930	55,88078	1,99E-05	4,45897
Dentro dos grupos	0,38930	8	0,04866
Total	5,82789	10
ANOVA - Idade: 14 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	2,36814	2	1,18407	31,78507	6,41E-04	5,14325
Dentro dos grupos	0,22351	6	0,03725
Total	2,59165	8

ANOVA - Argamassa AR25
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	1,01496	1	1,01496	18,09023	3,78E-03	5,59145
Dentro dos grupos	0,39274	7	0,05611
Total	1,40770	8
ANOVA - Argamassa AR50H
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	0,03202	1	0,03202	1,86104	2,44E-01	7,70865
Dentro dos grupos	0,06881	4	0,01720
Total	0,10083	5
ANOVA - Argamassa AR50S
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	0,35766	1	0,35766	7,09338	7,61E-02	10,12796
Dentro dos grupos	0,15126	3	0,05042
Total	0,50892	4

ANOVA - Idade: 7 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	129,05576	2	64,52788	902,74246	4,26E-11	4,25649
Dentro dos grupos	0,64332	9	0,07148
Total	129,69908	11
ANOVA - Idade: 14 dias
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	149,70151	2	74,85076	1696,42561	1,91E-16	3,80557
Dentro dos grupos	0,57359	13	0,04412
Total	150,27511	15

ANOVA - Argamassa AR25
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	0,02708	1	0,02708	0,47051	0,530	7,70865
Dentro dos grupos	0,23026	4	0,05757
Total	0,25735	5
ANOVA - Argamassa AR50H
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	0,99345	1	0,99345	23,84335	4,85E-04	4,84434
Dentro dos grupos	0,45832	11	0,04167
Total	1,45177	12
ANOVA - Argamassa AR50S
Fonte da Variação	SQ	gl	MQ	F	Valor-P	F crítico
Entre grupos	17,88518	1	17,88518	236,96633	1,18E-06	5,59145
Dentro dos grupos	0,52833	7	0,07548
Total	18,41351	8

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[1] Vinícius Almeida Coelho Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Escola Politécnica | Universidade Federal da Bahia | Rua Prof. Aristídes Novis, 2, Federação | Salvador - BA - Brasil | CEP 40210-630 | Tel.: (71) 3283-9702 | E-mail: mrvoelho@gmail.com