Efeito de cinzas volantes nas fases de hidratação de argamassas-cola

Abstract

A emissão de gases com efeito de estufa é um dos grandes problemas provenientes da produção de cimento Portland. Para tal, a utilização de cinzas volantes como substituto parcial do cimento Portland em argamassas tem sido alvo de estudo devido às vantagens a nível ambiental e das suas capacidades pozolânicas que permitem manter as propriedades mecânicas, através da formação de silicato de cálcio hidratado (C-S-H). Neste estudo foram utilizadas duas cinzas: cinzas provenientes de uma central termoelétrica de biomassa (CTB), representando potencial futuro de disponibilidade e cinzas provenientes de centrais termelétricas que funcionam a carvão mineral (CV), que representam uma realidade em declínio. Em ambas as cinzas, a soma do teor em alumina, sílica e cal é superior a 70 %, sendo que as cinzas CTB calcárias, têm uma percentagem de cal superior a 10 %, e as cinzas CV siliciosas, uma percentagem de cal inferior a 10 %. Foram preparadas diversas formulações de cimentos-cola em que se substituiu o cimento Portland por proporções mássicas iguais de cimento/cinza. Estas substituições têm a finalidade de compreender a influência das cinzas volantes para diferentes quantidades de ligante. O desempenho dos produtos obtidos foi avaliado por medições de resistência à tração perpendicular e respetivos tempos de presa. Os melhores resultados foram obtidos para as amostras contendo as cinzas CTB, tendo a formulação constituída por 17,5 % de cinza CTB e 17,5 % de cimento apresentado valores mais promissores, comparativamente às formulações sem cinza. A nível ambiental e económico, a incorporação de cinza é benéfica, uma vez que diminui o preço das formulações e das emissões de dióxido de carbono equivalente, comparando com os padrões constituídos apenas por cimento Portland. Complementarmente foi também analisado o efeito da substituição de escórias de alto-forno por cinzas volantes. Os resultados obtidos com este estudo revelaram que a utilização deste material não é promissora.

The emission of greenhouse gases is one of the major problems arising from the production of Portland cement. To this end, the use of fly ash as a partial substitute for Portland cement in mortars has been studied due to the environmental advantages and its pozzolanic capabilities that allow to keep the mechanical properties, through the formation of hydrated calcium silicate (C-S-H) . In this study, two ashes were used: ash from a biomass thermoelectric plant (CTB), representing future potential regarding availability and ash from thermal coal-fired power plants (CV), which represents a declining reality. For both ashes, the sum of the content of alumina, silica and lime is higher than 70%, with the limestone CTB ash having a percentage of lime higher than 10%, and the siliceous CV ash, a percentage of lime less than 10%. Several cementitious adhesive formulations were prepared in which Portland cement was replaced by equal mass proportions of cement/ash in order to understand the influence of fly ash for different amounts of binder. The performance of the obtained products was evaluated by measurements of perpendicular tensile strength and respective setting times. The best results were obtained for samples containing CTB ash, with the formulation consisting of 17.5% CTB ash and 17.5% cement showing more promising values, compared to formulations without ash. From an environmental and economic level, the incorporation of ash is beneficial, because it reduces the price of formulations and the equivalent carbon dioxide emissions, when compared to the standards wich were prepared using only Portland cement as ligand. Additionally, the effect of replacing blast furnace slag by fly ash was also analyzed. The results obtained with this study revealed that the use of this material is not promising.