Ligantes obtidos por activação alcalina de lamas residuais. Microestruturas dos produtos de hidratação

Abstract

As investigações sobre cimentos activados alcalinamente, tiveram um desenvolvimento com alguma expressão na antiga União Soviética, nos países escandinavos e em alguns países do Leste da Europa. Glukhovsky foi o primeiro investigador que enfatizou as diferenças entre a composição do cimento portland, CSH and Ca(OH)2, e a composição básica dos minerais da crusta terrestre, materiais zeoliticos contendo metais alcalinos (Glukhovsky, 1959). As primeiras investigações sobre cimentos activados alcalinamente incidiram na activação de escórias de alto forno com soluções de alcalinidade média. O principal produto de reacção é nesse caso formado por silicatos de cálcio, como gel CSH com baixa razão cálcio/silica (C/S) e em alguns casos observou-se a formação de fases cristalinas como a hidrotalcite (Mg6Al2CO3(OH)164H2O (Wang & Scrivner, 1995; Song et. al., 2004). Alguns autores observaram mesmo a formação de compostos zeoliticos em ligantes endurecidos obtidos a partir da activação das escórias (Pu e tal., 1989). Poucos estudos tem sido realizados acerca da activação de resíduos industriais e tendo em conta que a composição da matéria-prima vai condicionar a estrutura do material endurecido, podem esperar-se produtos de hidratação diversos daqueles relatados pela literatura. Investigações recentes mostram que a partir da activação das lamas residuais das Minas da Panasqueira é possivel sintetizar um ligante de características geopoliméricas (AALRM), com elevadas resistências iniciais, baixa absorção e elevada durabilidade. O objectivo do presente artigo é nessa sequência de apresentar resultados relativos à microestrutura dos produtos de hidratação daqueles ligantes. O ligante geopolimérico AALRM utilizado no presente trabalho como material de reparação, foi obtido a partir da activação de lamas residuais das Minas da Panaqueira. Em termos mineralógicos as lamas são constituídas por muscovite e quartzo. A composição química das lamas revela que são constituídas essencialmente por silica e alumina, contaminadas por sulfuretos e arsénio e com elevados teores de ferro e de potássio. O ligante AALRM constituido por uma mistura de agregados, lamas, hidróxido de cálcio, activador alcalino e água. Os agregados foram os mesmos já descritos para a execução do betão do substrato. A razão mássica entre agregados, lamas e activador alcalino é 1, 5:1:1. O hidróxido de cálcio é utilizado numa percentagem de 10%, devido ao facto de investigações relacionadas com o estudo da composição deste tipo de ligante, terem revelado que esta percentagem conduz à optimização da resistência à compressão. O activador alcalino é constituído por hidróxido de sódio com uma concentração de (24M) e silicato de sódio (Na2O=8,6%, SiO2=27,8%, Al2O3=0,4% e água=63,2%), sendo utilizados numa proporção mássica de 1:2,5. Investigações sobre os ligantes AALRM revelaram que estas condições de composição revelaram ser aquelas que maximizam a resistência de longo prazo.