Carine de Souza Gonçalves

Título

ESTUDO DE ADIÇÕES MINERAIS DE CINZAS DE BIOMASSA DE EUCALIPTO NO COMPORTAMENTO FÍSICO-QUÍMICO DE PASTAS DE CIMENTO

 

Orientador(es)

D. Sc. Romildo D. Toledo Filho

D. Sc. Guilherme C. Cordeiro

 

Resumo

Tendo em vista a atual e futura disponibilidade de cinza de biomassa de eucalipto no Brasil, este trabalho teve como objetivo estudar o uso desse resíduo como adição mineral em pastas de cimento. Com o intuito de melhor compreender os efeitos que as características da cinza geram na matriz cimentícia, foram analisadas três cinzas distintas: cinza de eucalipto residual (CE) doada por uma empresa que realiza a queima não controlada, cinza de eucalipto requeimada (CER) produzida a partir da CE e cinza de eucalipto controlada (CEC) produzida em laboratório. As cinzas foram moídas até alcançarem D50 inferior ao do cimento Portland CPV-ARI utilizado nas pastas. As cinzas foram caracterizadas quanto à massa específica, composição mineralógica e de óxidos, perda ao fogo, morfologia e superfície específica. Foram produzidas pastas com 0%, 5%, 10% e 20% de substituição do cimento por cada uma das três cinzas e relação água-aglomerante de 0,5. Todas as pastas foram analisadas quanto à cinética da hidratação, quantificação de produtos hidratados e retração química. A partir dos resultados obtidos verificou-se que a CE foi a cinza que apresentou melhor desempenho como adição mineral na hidratação do cimento devido à elevada superfície específica decorrente da presença de poros. Dessa forma, foi realizado um estudo da evolução das curvas de tensão versus deformação à compressão das pastas de cimento com essa cinza nas idades de 1, 3, 7, 28 e 100 dias. Os resultados mostraram que 5% de substituição do cimento por CE apresentou desempenho significativamente superior ao da pasta de referência nas idades iniciais para um nível de significância de 0,05 e após 7 dias não foram observadas diferenças significativas em relação a pasta sem adição.

 

Abstract

Considering the current and future availability of eucalyptus biomass ash in Brazil, this work aimed to study the use of this residue as a mineral addition in cement pastes. In order to better understand the effects that the characteristics of the ash cause in the cement matrix, three different ashes were analyzed: residual eucalyptus ash (CE) donated by a company that performs uncontrolled burning, reburned eucalyptus ash (CER) produced from CE and controlled eucalyptus ash (CEC) produced in the laboratory. The ashes were ground until reaching a D50 lower than that of Portland cement CPV-ARI used in the pastes. The ashes were characterized in terms of specific mass, mineralogical and oxide composition, loss on ignition, morphology and specific surface. Pastes were produced with 0%, 5%, 10% and 20% cement substitution for each of the three ash and water-binder ratio of 0.5. All pastes were analyzed for hydration kinetics, quantification of hydrated products and chemical shrinkage. Based on the results obtained, it was verified that CE was the ash that presented the best performance as a mineral addition in cement hydration due to the high specific surface due to the presence of pores. Thus, a study was carried out on the evolution of the stress versus compressive strain curves of cement pastes with this ash at the ages of 1, 3, 7, 28 and 100 days. The results showed that the 5% replacement of cement by CE presented a significantly better performance than the reference paste in the initial ages for a significance level of 0.05 and after 7 days no significant differences were observed in relation to the paste without addition.

 

 

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