Recycling sawdust residues from granite and kaolin processing using alkaline activation.

A indústria da construção civil é responsável por fortes impactos gerados ao meio ambiente. Uma alternativa para atenuar essa problemática é a incorporação de materiais alternativos em substituição aos convencionalmente utilizados, como por exemplo, o cimento Portland. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de sistemas geopoliméricos para a composição de blocos, utilizando resíduos das industrias do beneficiamento do caulim e do granito. Inicialmente foi realizada a caracterização dos resíduos por meio da fluorescência de raios X, granulometria à laser, difração de raios X e análise térmica. Determinou-se a quantidade adequada de água para formulação das composições utilizando um planejamento experimental tipo simplex centroide. Em seguida, foram analisadas a influencia das condições de cura utilizando estufa nas temperaturas de 60°C e 100°C e a temperatura ambiente, por meio do mesmo planejamento experimental. Os materiais foram submetidos à caracterização mecânica, com determinação da resistência à compressão, e caracterização microestrutural através da fluorescência de raios X, difração de raios X, análise térmica e porosimetria à laser. A última etapa envolveu a análise do comportamento de durabilidade e envelhecimento dos corpos produzidos, utilizando a exposição ao meio ambiente e à nevoa salina, ensaios de molhagem e secagem e imersão em HCl e H2SO4. Os materiais produzidos com os resíduos apresentaram resistência à compressão mecânica de até 8MPa com relação aos convencionais. Os corpos que apresentaram melhor comportamento mecânico foram aqueles com elevada quantidade de resíduo de caulim fino, apesar da maior quantidade de água necessária a sua confecção. Verificou-se que o tipo de ativador tem influência no comportamento mecânico dos matérias produzidos. Com relação à durabilidade dos materiais verificou-se que os expostos ao meio ambiente ativados com NaOH apresentaram um aumento de cerca 3% a resistência mecânica aos 60 dias de exposição, enquanto que com KOH houve uma redução de cerca de 6% nos 7 primeiros dias permanecendo estáveis durante os 60 dias analisados. Quando submetidos a névoa salina esse acréscimo foi de 7% para o NaOH e 1% para o KOH. Nos testes de molhagem e secagem o comportamento mecânico com NaOH apresentou um decréscimos até o 12° ciclo, aumentando em seguida, enquanto que o KOH perdeu resistência durante todos os ciclos. Já a imersão em ácidos, a ativação com NaOH apresentou perdas de resistência de 25% e com KOH esse valores chegaram até a 50%. A ativação com os dois ativadores os produtos apresentaram elevada perda de massa após imersão em ácido, no entanto, os valores foram inferiores aos observados na literatura em corpos contendo cimento Portland.The construction industry is responsible for strong impacts on the environment. An alternative to attenuate this problem would be the incorporation of alternative materials to replace the ones conventionally used, for example, the Portland cement. This study aims the development of geopolymeric systems for the composition of blocks, using industrial waste from the kaolin and granite processing industry. Initially the waste was characterized through X-ray fluorescence, particle size by laser, X-ray diffraction and thermal analysis. The proper amount of water for the formulation of the compositions was determined using a simplex centroid experimental design. Then, the influence of the curing conditions were analyzed using cures in an oven at temperatures of 60°C and 100°C and room temperature, through an experimental design type simplex centroid mixture design. The materials were submitted to mechanical characterization, with determination of the compressive strength, and microstructural characterization through X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermal analysis and laser porosimetry. The last stage involved the analysis of durability and aging behavior of the specimens produced, using environmental and saline mist exposure, wetting and drying tests and immersion in HCl and H2SO4. The materials produced presented mechanical compression strength of up to 8MPa. The specimens that presented best mechanical behavior were the ones with high amounts of fine kaolin waste, despite the higher amount of water required in its production. It was verified that the type of activator has influence on the mechanical behavior of the produced materials. Regarding the durability of the materials it was verified that the materials activated with NaOH exposed to the environment presented an increase of 3% in the mechanical strength at 60 days of exposure, while with KOH remained stable. When submitted to saline mist the increase was of 7% for the NaOH and 1% for the KOH. In the wetting and drying tests the mechanical strength for NaOH presented a decrease until the 12th cycle, increasing thereafter, while the KOH lost strength during all cycles. In the immersion in acids, the activation with NaOH presented strength loss of 25% and with KOH these values reached 50%, with both activators the materials presented high mass loss after immersion in acid, however, the values were inferior to the ones observed in specimens containing Portland cement