Estudo sobre as reações pozolânicas de argilas calcinadas: contributo para o desenvolvimento de geomateriais

Palavras-chave: Argila calcinada,Pozolana

A utilização de adições pozolânicas na composição do cimento portland ou na sua substituição parcial no fabrico do betão encontra-se bastante generalizada e são conhecidos os efeitos benéficos de tais adições na resistência mecânica e durabilidade. No entanto, a utilização de metacaulino como adição pozolânica não é ainda muito utilizada, eventualmente pelo seu recente desenvolvimento e pela dificuldade em definir as características adequadas ao desempenho necessário.  Com este trabalho pretende-se investigar a relação entre matérias-primas argilosas de diferentes origens geográficas (Cervães, Coja e Catraia dos Poços) com a qualidade do produto resultante e a influência deste na resistência do betão contribuindo deste modo para o conhecimento sobre o potencial de utilização deste tipo de pozolanas. O metacaulino é obtido por calcinação de argilas onde a caulinite seja um dos minerais predominantes, em condições de temperatura e tempo de exposição adequados à natureza da matéria-prima. Na prática obtém-se um novo produto onde a cristalinidade da caulinite é destruída pela perda da água constituinte, o que lhe permite adquirir propriedades pozolânicas que ao reagir com o hidróxido de cálcio resultante da hidratação do cimento, formam compostos com propriedades aglomerantes, estáveis e insolúveis, de matriz porosa fina que aumentam a resistência mecânica e dificultam a penetração dos agentes agressivos. Ao hidróxido de cálcio é atribuída grande parte da responsabilidade, embora que indireta, pela degradação do betão.  Estes fenómenos são tanto mais rápidos quanto maior for a porosidade do betão, podendo a pozolana possuidora de uma elevada finura, contribuir para a diminuição da rede porosa, aumentado a resistência à carbonatação e à penetração de outros agentes agressivos. As argilas utilizadas nesta investigação foram selecionadas a partir dos materiais existentes com separação por via húmida das granulometrias inferiores a 74 μm e a 63 μm, procurando simular um processo industrial simples que utilize o máximo de recurso mineral disponível.  Determinaram-se as propriedades físicas e químicas das matérias-primas e das argilas calcinadas produzidas em consonância com as principais características preconizadas pelas normas ASTM C-618 e NF P 18-513 e compararam-se os resultados obtidos com os limites de aceitação das referidas normas, dos quais se destacam a finura (percentagem de partículas superiores a 63 µm e 45 µm), teor em SiO2 e Al2O3, índice de atividade, fixação do hidróxido de cálcio e resistência à compressão. Depois de calcinadas, as argilas foram utilizadas na substituição parcial do cimento portland no fabrico de provetes de betão para determinação da sua influência e verificação da evolução da resistência mecânica do betão entre 3 e 180 dias. Concluiu-se que, embora alguns dos resultados da avaliação da qualidade do produto não cumpram com os requisitos da norma NF P 18-513 e as matérias-primas utilizadas fossem constituídas por diversos minerais argilosos com diferente composição química, granulometria e temperatura necessária para a calcinação, é possível produzir um material pozolânico com qualidade que permite a respetiva utilização na substituição parcial do cimento portland no fabrico de betão, mantendo ou melhorando a sua resistência mecânica.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais