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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17185
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 27-Fev-2025 |
Autor(es): | SANTANA, Rayanne Oliveira Leão |
Primeiro(a) Orientador(a): | SILVA, Alisson Clay Rios da |
Título: | Estudo das propriedades de argamassa geopolimérica produzida com resíduos de caulim e escória de alto-forno da Região Amazônica |
Citar como: | SANTANA, Rayanne Oliveira Leão. Estudo das propriedades de argamassa geopolimérica produzida com resíduos de caulim e escória de alto-forno da Região Amazônica. Orientador: Alisson Clay Rios da Silva. 2025. 117 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17185. Acesso em:. |
Resumo: | A crescente busca por soluções sustentáveis na construção civil tem impulsionado a pesquisa sobre o uso de resíduos industriais como alternativas para materiais convencionais. Este estudo investigou a utilização de resíduos da indústria de caulim na produção de geopolímeros, com foco na substituição do metacaulim soft pelo metacaulim flint e da areia convencional pelo resíduo arenoso de caulim nas argamassas geopoliméricas. A pesquisa foi conduzida em três etapas: na primeira, foi realizada a caracterização físico-química das matérias-primas, abrangendo ensaios para determinar a composição mineralógica, química, granulométrica, e de massa específica. Na segunda etapa, foi avaliada a substituição do metacaulim soft por metacaulim flint em diferentes percentuais (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% a 100%), e a resistência à compressão das pastas geopoliméricas foi analisada. Embora não tenha sido observada uma relação linear entre o aumento da substituição do metacaulim soft e a resistência à compressão, a maior resistência (52 MPa) foi alcançada com a substituição total por metacaulim flint. Na terceira etapa, a produção de argamassas geopoliméricas consistiu na combinação da pasta geopolimérica com agregados, sendo testados percentuais de substituição da areia convencional por resíduo arenoso de caulim (0%, 25%, 50%, 75% e 100%). A análise dos ensaios físicos revelou que a substituição de 50% do agregado convencional pelo resíduo arenoso também resultou em uma matriz mais compacta, com menor absorção de água, maior massa específica e menor porosidade. Os resultados mostraram que a substituição de 50% da areia convencional por resíduo arenoso levou à maior resistência à compressão (46 MPa), sugerindo que essa proporção promoveu uma maior compactação da matriz e melhor interação entre o resíduo e a pasta. A análise morfológica por MEV confirmou que a formulação com 50% de substituição da areia apresentou uma matriz densamente compactada, com boa coesão entre a pasta e os agregados, e uma distribuição adequada dos géis N-A-S-H e C-A-S-H. Esses resultados destacam que a substituição parcial da areia por resíduo arenoso de caulim favorece a densificação e resistência das argamassas geopoliméricas, além de demonstrar o potencial do caulim flint e do resíduo arenoso como alternativas sustentáveis na construção civil. |
Abstract: | The growing demand for sustainable solutions in the construction sector has driven research into the use of industrial waste as alternatives to conventional materials. This study investigated the utilization of kaolin industry residues in the production of geopolymers, focusing on the substitution of soft metakaolin with flint metakaolin and conventional sand with sandy kaolin residue in geopolymer mortars. The research was conducted in three stages: first, a physicochemical characterization of the raw materials was performed, including tests to determine mineralogical, chemical, granulometric compositions, and specific mass. In the second stage, the substitution of soft metakaolin with flint metakaolin at different percentages (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100%) was evaluated, and the compressive strength of geopolymer pastes was analyzed. Although a linear relationship between the increase in flint metakaolin substitution and compressive strength was not observed, the highest strength (52 MPa) was achieved with the full substitution of soft metakaolin by flint metakaolin. In the third stage, geopolymer mortars were produced by combining geopolymer paste with aggregates, testing substitution percentages of conventional sand with sandy kaolin residue (0%, 25%, 50%, 75%, and 100%). Physical tests revealed that substituting 50% of the conventional aggregate with sandy residue resulted in a more compact matrix with lower water absorption, higher specific mass, and reduced porosity. The results showed that replacing 50% of conventional sand with sandy residue led to the highest compressive strength (46 MPa), suggesting that this proportion enhanced matrix densification and improved interaction between the residue and the paste. Morphological analysis using SEM confirmed that the formulation with 50% sand substitution presented a densely compacted matrix with good cohesion between the paste and aggregates and an adequate distribution of N-A-S-H and C-A-S-H gels. These findings highlight that partial replacement of sand with sandy kaolin residue improves the densification and strength of geopolymeric mortars while demonstrating the potential of flint metakaolin and sandy residue as sustainable alternatives in construction. |
Palavras-chave: | Geopolímero Metacaulim flint Argamassa geopolimérica Amazônia Sustentabilidade Geopolymer Flint metakaolin Geopolymer mortar Amazon Sustainability |
Área de Concentração: | CARACTERIZAÇÃO, DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE MATERIAIS |
Linha de Pesquisa: | TECNOLOGIA DOS MATERIAIS |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOES |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Campus Universitário de Ananindeua |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte: | Disponível na internet via Sagitta |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua |
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