Aderência aço-concreto e desempenho mecânico de concretos geopoliméricos leves com argila expandida

Abstract

Embora a tecnologia do concreto seja amplamente discutida e aprimorada, á sabido que a produção de cimento Portland, aglomerante comumente utilizado, causa grandes impactos ambientais devido às emissões de gases na atmosfera e a alta demanda de energia. Uma alternativa para contornar essa situação se refere ao cimento geopolimérico, material produzido a partir de um precursor em pó e uma solução ativadora que pode ser utilizado em concretos, garantindo propriedades de interesse quanto à resistência mecânica e durabilidade. Ademais, o concreto convencional também apresenta como desvantagem sua elevada massa específica, sobrecarregando as estruturas. Nessa perspectiva, a utilização de agregados leves, como argila expandida, tem muito a contribuir. A partir disso, esse estudo buscou analisar o comportamento da substituição do agregado graúdo por argila expandida nas porcentagens de 30% e 70% em concretos convencionais e geopoliméricos, sendo o último produzido com metacaulim, hidróxido e silicato de sódio, além dos agregados convencionais. Inicialmente foram determinados os procedimentos de caracterização dos materiais e, em seguida, foi realizado o cálculo de dosagem do concreto convencional. Após, para a dosagem do concreto geopolimérico, foram utilizados estudos já existentes para determinar a proporção dos materiais que compõe o cimento. Nesse sentido, os concretos foram produzidos em betoneira e, ainda no estado fresco, ensaiados quanto ao abatimento e massa específica. Durante a produção foi verificado maior complexidade para os procedimentos relacionados ao concreto geopolimérico, principalmente no preparo das soluções químicas de hidróxido e silicato de sódio. Ainda no amassamento também foi verificado que as misturas com teores elevados de argila expandida apresentaram segregação. Quanto à trabalhabilidade foi verificado que o ensaio de abatimento em tronco de cone não representa adequadamente o comportamento do concreto geopolimérico. Já quanto à massa específica houveram reduções significativas, cerca de 10 e 23% para os percentuais de 30% e 70%, respectivamente, quando comparado aos concretos sem substituição. Após 24 horas da moldagem dos corpos de prova as amostras foram desformadas sendo que o concreto de cimento Portland foi curado em câmara úmida e o concreto geopolimérico foi inserido em uma estufa a 50°C por 24 horas e, após, permaneceu em condições ambientes. Quanto à compressão e à tração os concretos com argila expandida apresentaram queda quando comparados aos traços sem substituição, especialmente as misturas com 70%. Ademais, os concretos geopoliméricos só desenvolveram resistência no período de cura térmica, o que ocasionou resultados bastante inferiores ao concreto convencional. Quanto à aderência aço-concreto, foi determinado que os concretos geopoliméricos tem muito potencial de utilização, mas a argila expandida pode prejudicar essa propriedade. Ainda, o ensaio de absorção por capilaridade demonstrou que os concretos geopoliméricos são bastante porosos e propensos ao surgimento de eflorescências. Dessa forma, o estudo concluiu que embora o concreto produzido não apresentou desempenho satisfatório o mesmo tem grande potencial e deve ser mais pesquisado. Ademais foi determinado que o concreto de cimento Portland produzido com argila expandida tem variadas aplicações e que a utilização do agregado leve é viável do ponto de vista técnico, especialmente na substituição de 30%. Palavras-chave: Compressão. Tração. Absorção por capilaridade.