Argamassas geopoliméricas para reparação de betões expostos a ataques de ácidos

Abstract

Os geopolìmeros surgem como materiais com potencial, capazes de responder a alguns dos problemas ambientais criados por materiais como o cimento Portland. A necessidade de reparação de infraestruturas construídas com betão de cimento Portland, que devido às funções que desempenham, apresentam problemas de deterioração precoce, está na origem de impactos tanto económicos como ambientais. Abrindo desta forma, uma porta à criação de revestimentos mais duráveis. Os geopolímeros devido às suas características, tornaramse nesse âmbito um material preferencial. Neste estudo tenta-se perceber então a aplicabilidade dos geopolímeros enquanto material de revestimento capaz de reabilitar infraestruturas industriais, e tendo como alvo principal a proteção dos ácidos. Procedeu-se numa primeira fase a uma escolha das melhores misturas das argamassas geopoliméricas com cinzas volantes e metacaulino, utilizando para isso ensaios de compressão/flexão, absorção de água por imersão e por capilaridade. E numa segunda fase, procedeu-se ao ensaio químico utilizando para isso três ácidos com diferentes concentrações (10%, 20% e 30%) sobre os revestimentos de argamassas e de tintas, bem como de provetes de betão sem qualquer revestimento. Verificou-se que os geopolímeros com cinzas volantes apresentaram resultados muito positivos para concentrações em meio ácido menores que 30%, observando-se em média perdas de massa de 1.2%. O material com melhores resultados foi a resina epoxídica com perdas de 0.8%. Em contraposição apresentou-se o betão convencional com perdas de 11.1% e as argamassas geopoliméricas com metacaulino com 41.3% de perda de massa. Tendo em conta o seu desempenho e principalmente os seus custos, as argamassas geopoliméricas à base de cinzas volantes, revelaram ser uma opção com potencial para reparações de infraestruturas em indústrias que envolvem a produção ou a utilização de ácidos. Apesar da resina epoxídica ter apresentado bons resultados na resistência ao ataque em meio ácido, o seu rácio custo/eficiência é quase 70% superior à solução com revestimento de argamassas geopoliméricas à base de cinzas volantes.

Geopolymers come out as a material fully capable of attending most of the environmental needs arisen by the Portland cement. The need to repair infrastructure constructed using Portland concrete, due to the functions that they perform, lead to problems of premature deterioration witch creates both economic and environmental impacts. This leads to a necessity of coating the support, the geopolymer due to the known properties is a preferred material. This study attempt to test the viability of geopolymer coating as being able to rehabilitate the industrial infrastructure primarily targeting acid attacks protection. Compression / flexion tests and absorption of water by immersion and capillary action were used to select the best mixes of geopolymer based mortars with fly ash and metakaolin. The second fase was carried out using the chemical test for the three more common acids with diferent concentrations (10%, 20% and 30%) on coatings with mortars and paints and on concrete specimens without any cladding. It was verified that the geopolymer with fly ash showed very positive results, for acid concentrations lower than 30%, yielding an average mass loss of 1.2%. The material with the best results was the one with the epoxy resin having a 0.8% loss, in contrast to conventional concrete which had losses of 11.1% and geopolymeric mortar with metakaolin that presented a 41.3% of mass loss. Overall cases sulfuric acid caused the greatest losses, on the other hand hydrochloric acid was where the losses were minor. Attending to the performance and mainly to its costs, the geopolymer mortar with fly ash appear to be an option with potencial to industrial infrastructures repair which concern the production or the usage of acids. In spite of showing good results concerning the resistance to acid attack, the epoxi resin based solution ratio (cost/efficiency) is around 70% superior to the concrete pavement coated with fly ash based geopolymer mortar.