Influência do uso de aditivos dispersantes em pastas de geopolímero produzido com cinza volante e hidróxido de sódio

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015.Geopolímeros são materiais alternativos ao uso do cimento Portland originados a partir da polimerização inorgânica de minerais aluminossilicatos em ambiente altamente alcalino. Porém, devido à sua baixa trabalhabilidade e pega rápida, sua moldagem e aplicação são dificultadas. Uma possível solução para este problema é a incorporação de aditivos dispersantes na mistura, porém seu comportamento em geopolímeros ainda não foi amplamente estudado, justificando a importância da avaliação da sua influência nas propriedades do material. Neste trabalho avaliou-se a influência do uso de aditivos à base de lignossulfonato de sódio e policarboxilato de sódio no espalhamento e na resistência mecânica de pastas de geopolímero à base de cinza volante ativada com solução de hidróxido de sódio através dos ensaios de miniabatimento e determinação da resistência à flexão e da resistência à compressão em corpos de prova prismáticos com 1 e 28 dias de idade que passaram por cura térmica a 65° C. As variáveis foram a concentração molar da solução ativadora de hidróxido de sódio (8M e 12M), a relação entre a solução ativadora e a cinza volante (S0,50; S0,55 e S0,60 em massa), o tipo de aditivo (lignossulfonato e policarboxilato) e o seu teor (0,2; 0,8 e 1,2% em relação à massa de cinza volante). Percebeu-se uma tendência ao aumento do espalhamento com o aumento da relação entre solução ativadora e cinza volante e com a redução da concentração molar da solução. De modo geral, o lignossulfonato teve melhor desempenho ao fluidificar as pastas do que o policarboxilato, que reduziu o espalhamento de todas as misturas. No entanto, o bom desempenho do lignossulfonato só foi observado nas pastas com solução ativadora a 8M. As pastas apresentaram, em sua maioria, evolução da resistência mecânica do 1o ao 28o dia, principalmente aquelas com solução ativadora a 12M. Maiores resistências foram observadas em misturas com solução mais concentrada e menor relação solução ativadora/cinza volante. Quanto ao efeito dos aditivos, as pastas com policarboxilato tiveram, em sua maioria, melhor desempenho mecânico do que as pastas com lignossulfonato, que, por sua vez, tiveram sua resistência prejudicada pela presença do aditivo em relação à referência.Abstract : Geopolymers are alternative materials to Portland cement originated from the inorganic polymerization of aluminosilicate minerals in highly alkaline environment. As a solution for its low workability and rapid setting that difficult molding and applying it, dispersant admixtures may be introduced into the mixture. However, the use of admixtures in geopolymers has not yet been widely studied, so it?s important to evaluate the influence of using them in geopolymer properties. This Master?s Thesis reports the evaluation of using sodium lignosulfonate and sodium policarboxylate-based admixtures on the spread and mechanical strength of fly ash-based geopolymer activated by sodium hydroxide. Spread was evaluated by mini slump tests. As for the measure of mechanical strength, prismatic specimens (4 x 4 x 16 cm) were submitted to flexural and compression strength tests after 1 and 28 days submitted to curing at 149° F. The varying factors were the molar ratio of sodium hydroxide solution (8M and 12M), the ratio of activator solution-to-fly ash (S0.50, S0.55 and S0.60 by weight), the type of admixture used (lignosulfonate and polycarboxylate-based) and its content (0.2, 0.8 and 1.2%wt of fly ash). A tendency to increase the spreading while increasing the ratio of activator solution-to-fly ash and while reducing the molar ratio of the activator solution was noticed. In general, the lignosulfonate-based admixture improved the spread of the mixtures containing 8M activator solution, while the polycarboxylate-based decreased the spread of all pastes. The majority of the mixtures exhibited significant gains in flexural and compression strength from the 1st to the 28th day of age, mostly in the mixtures containing 12M activator solution. The mechanical strength seems to increase as the molar ratio of activator solution is higher and the activator solution-to-fly ash ratio is lower. In terms of compressive strength, polycarboxylate-based showed a better performance over lignosulfonate-based admixture, which, in turn, reduced the compressive strength of mostly of pastes comparing to the mixtures without admixture