Current geopolymeric binders versus one-part geopolymers aiming at improved thermal conductivity performance based mortars

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Construções)A redução do consumo de energia em edifícios é uma forma inequívoca de contribuir para uma construção mais sustentável. A utilização de geopolímeros porosos na produção de isolantes térmicos é uma linha de investigação recente e com elevado potencial. A presente dissertação procede a uma análise comparativa entre o desempenho de argamassas geopoliméricas correntes e monofásicas com baixa condutibilidade térmica. Foram estudadas 60 misturas geopoliméricas, das quais 4 são misturas de geopolímeros monofásicos e as restantes 56 misturas de geopolímeros correntes, com o intuito de analisar de que forma as diferentes percentagens dos diferentes constituintes podem alterar a condutibilidade térmica dos materiais. Para as misturas geopoliméricas correntes, foram analisadas 3 razões entre ativador e ligante, uma primeira com uma razão de 1, uma segunda de 0,8 e uma terceira de 0,6. No entanto, a razão entre o hidróxido de sódio e o silicato de sódio foi sempre constante para todas as misturas, tendo o valor de 2,5. Foi usado também um agente indutor de porosidade, neste caso, o pó de alumínio. O agente indutor de porosidade foi utilizado em todas as 60 misturas, com as percentagens de 0,8%, 1%, 1,2% e 1,5% do peso total das misturas. Os resultados obtidos mostram que para as argamassas geopoliméricas correntes a absorção de água variou entre um máximo de 58% e um mínimo de 34%. Enquanto que nas argamassas geopoliméricas monofásicas encontrou-se um máximo de 39% e um mínimo de 34%. Relativamente à densidade, esta variou entre um máximo de 1734 kg/ e um mínimo de 354 kg/ para as argamassas geopoliméricas correntes enquanto nas argamassas geopoliméricas monofásicas a densidade variou entre um máximo de 1035 kg/ e um mínimo de 812 kg/ . Os resultados mostram ainda que a resistência à compressão das argamassas geopoliméricas correntes varia entre um máximo de 7 MPa e um mínimo de 1 MPa. Já nas argamassas geopoliméricas monofásicas os valores obtidos variaram entre 6.9 MPa e 3.4 MPa. Relativamente à condutibilidade térmica constatou-se que para as argamassas geopoliméricas correntes a influência da adição do pó de alumínio depende da razão ativador ligante. O melhor desempenho nestas foi de 0,12 W/m.ºC obtido com uma razão ativador ligante de 0.6 e 0.8% de pó de alumínio. Relativamente às argamassas geopoliméricas monofásicas o melhor desempenho foi de 0,13 W/m.ºC obtido com 1.2% de pó de alumínio estando em linha com o melhor desempenho das argamassas geopoliméricas correntes.The reduction of energy consumption in buildings is an unambiguous way to contribute to a more sustainable building. The use of geopolymers in the production of porous thermal insulation is a recent line of research and high potential. This dissertation provides a comparative analysis of the performance of current and monophasic geopoliméricas mortars with low thermal conductivity. Sixty geopolymeric mixtures were studied, of which 4 are one-part geopolymeric mixtures and the remaining 56 current geopolymeric mixtures, in order to analyze how the different percentages of the various constituents may alter the thermal conductivity of the materials that were studied. For the current geopolymeric mixtures were analyzed 3 activator and binder ratios, with a first ratio of 1, a second of 0,8 and a third of 0.6. The ratio between sodium hydroxide and sodium silicate was always constant for all mixes, and the value was 2.5. Aluminum powder was used as porosity agent in this case. The porosity inducing agent was used in all mixtures 60, with percentages of 0.8%, 1%, 1.2% and 1.5% of the total weight of the mixtures. The results show that for current geopolymeric mortars, water absorption varied from a maximum of 58% and a minimum of 34% while in the one-part geopolymeric mortars was found a maximum of 39% and a minimum of 34%. Regarding the bulk density, it varied from a maximum of 1734 kg/ and a minimum of 354 kg/ for current mortars while in onepart geopolymeric mortars the bulk density ranged from a maximum of 1035 kg/ and a minimum of 812 kg/ . The results also show that the compressive strength of current geopolymeric mortars varies between a maximum of 7 MPa and a minimum of 1 MPa while on one-part geopolymeric mortars the results varied between 6.9 MPa and 3.4 MPa. For the thermal conductivity was found that for current geopolymeric mortars the influence of the addition of aluminum powder depends on the ratio of activator/binder. The best performance of these was 0.12 W / m.ºC obtained with activator binder ratio 0.6 and 0.8% of aluminum powder. Regarding one-part geopolymeric mortars, the best performance was 0.13 W / m.ºC obtained with 1.2% of aluminum powder which is in line with the improved performance of current geopolymeric mortars