Characterization of geopolymers from glass waste and anodization sludge of Curitiba metropolitan region

The recycling of industrial waste has been consolidated as an important practice for the sustainability of the planet, mitigating the environmental impact and reducing costs in the production of new products. Currently, cement is one of the most used building materials, its production requires the extraction of large quantities of non- renewable materials from nature and high levels of CO2 emissions in the atmosphere. In this context, the present study aimed at the development of a cement material, using as raw materials industrial waste. Geopolymers are materials formed from the dissolution of amorphous aluminosilicates in an alkaline solution. The residues of the stonework of flat glass, aluminum anodizing sludge and a mineral filler were used as suppliers of aluminosilicates; and to obtain the alkaline medium was used sodium hydroxide solution and sodium silicate, used as activators. (XRD), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and particle size distribution, porosity, X-ray fluorescence (FRX) and X-ray diffraction (XRD) ). The residues were prepared through the drying, grinding and sieving processes, for the subsequent geopolymerization, which consisted in the physical mixing between the components of the synthesis. Compressive strength tests were performed on the geopolymer samples to evaluate the degree of polymerization, considering that the higher the resistance the more polymerized the structure. After 90 days of curing at room temperature, the geopolymer matrices reached an average of 17.78 megapascals (MPa) and, after 7 days of thermal cure, 31.46 MPa. In XRD tests the geopolymers presented amorphous structure and similar configurations the crystalline phases from the raw materials. Microscopy analysis showed particles of unreacted solid raw materials due to the excess volumes of solids used in the composition and lack of heat induction for the cured reaction at room temperature. The geopolymer cement based on aluminum glass and anodizing sludge is an alternative cement material with relevant performance characteristics and low cost.A reciclagem de resíduos industriais vem se consolidando como uma prática importante para a sustentabilidade do planeta, amenizando o impacto ambiental e reduzindo os custos na produção de novos produtos. Atualmente o cimento é um dos materiais da construção civil mais utilizados, sua produção exige extração de grandes quantidades de materiais não renováveis da natureza e elevados índices de emissão de CO2 na atmosfera. Neste contexto o presente estudo objetivou desenvolvimento de um material cimentante, utilizando como matérias-primas resíduos industriais. Os geopolímeros são materiais formados a partir da dissolução de aluminossilicatos amorfos em uma solução alcalina. Foram utilizados os resíduos da lapidação do vidro plano, lodo de anodização do alumínio e um fíler mineral, como fornecedores de aluminossilicatos; e para obtenção do meio alcalino foi usada solução de hidróxido de sódio e silicato de sódio, utilizados como ativadores. Os resíduos sólidos e as amostras geopoliméricas passaram por caracterização, as principais análises envolvidas no processo, foram: distribuição do tamanho de partícula, porosidade, fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resíduos foram preparados passando pelos processo de secagem, moagem e peneiramento, para a posterior geopolimerização, que consistiu na mistura física entre os componentes da síntese. Foram realizados ensaios de resistência à compressão nas amostras geopoliméricas para avaliar o grau de polimerização, tendo em vista que, quanto maior a resistência mais polimerizada é a estrutura. Com 90 dias de cura em temperatura ambiente as matrizes geopoliméricas atingiram uma média de resistências à compressão de 17,78 MPa e, em cura térmica após 7 dias obteve-se 31,46 MPa. Em ensaios DRX os geopolímeros apresentaram estrutura amorfa e configurações semelhantes às fases cristalinas provenientes das matérias-primas. A análise de microscopia apresentou partículas de matérias-primas sólidas não reagidas devido ao excesso de volumes de sólidos usados na composição e falta de indução de calor para a reação curada em temperatura ambiente. O cimento geopolimérico à base de resíduos do vidro e lodo de anodização do alumínio revela-se como uma alternativa de material cimentício com relevantes características de desempenho e baixo custo