Sistemas de fácil utilização

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1 9 Embora a geopolimerização não dependa de solventes orgânicos tóxicos, mas apenas de água, ela necessita de ingredientes químicos que podem ser perigosos. Alguns deles podem ser classificados como sistemas hostis ao usuário e exigem, portanto, alguns procedimentos de segurança. Após a conclusão do curso, você será capaz de compreender a necessidade absoluta de aplicação dos sistemas geopoliméricos de fácil utilização.

2 Regra n 1: Controlar o ph O curso número 9 é dedicado a necessidade de introduzir e implementar sistemas de fácil utilização. Por quê? Nós temos que dominar o ph do nosso sistema. Há uma diferença entre o sistema geopolimérico à base de sódio, potássio e o cimento Portland à base de cálcio. É que em uma mistura em que temos elementos cáusticos e corrosivos, devemos realmente decidir pelo uso de sistemas irritantes que podem ser usados seguramente pelas pessoas, ao invés de ingredientes corrosivos. Então, nós temos que realmente dominar o ph da mistura geopolimérica e o ph do lixiviado quando o sistema é colocado em água. Em 1996, a US University, registrou a patente intitulada Fly Ash Cementitious Materials e enfatizei algumas descrições: Cura rápida, aglomerantes cimentícios de alta resistência são produzidos com fly ash e ligante de silicato alcalino que tem uma razão em massa de SiO 2 O entre 0,20 a 0,75. As misturas de aglomerante cimentício podem ser combinadas com agregados para produzir argamassas e concretos. A razão SiO 2 O que é declarada nesta patente corresponde a 0,20 até 0,75; o que é praticamente uma solução pura concentrada de NaOH. Não opondo este fato o texto continua: As misturas da invenção podem ser empregadas em uma variedade de aplicações, incluindo os produtos de construção moldados como paredes, pisos, estradas e afins. o produto para fazer estradas ou deixar as pessoas no local transportarem com segurança, que é um absurdo. É óbvio que os cientistas e o escritor da patente nunca colocaram os dedos nesse tipo de solução ou nesse tipo de pasta porque queima. Ao contrário, o ligante geopolimérico tem geralmente uma razão em massa de SiO 2 :Na 2 O na faixa de 1,5 até 2,0, que é considerado não-tóxico e nãocorrosivo. Por favor, não imite a equipe da US University! Isso é o que eu afirmo desde Posso confessar que poucas pessoas deram ouvidos ao meu aviso, a maioria dos envolvidos principalmente na ativação do fly ash estão utilizando sistemas corrosivos e cáusticos. Por favor, desenvolva tecnologias de fácil utlização. Regra nº 1: Dependendo do ph nós temos sistemas corrosivos ou irritantes. Irritante pode ser chamado de sistema não prejudicial ao usuário e o corrosivo de sistema hostil ao usuário. E foi declarado que com essas misturas; que é a soda cáustica concentrada, você pode usar 105

3 E se nós compararmos os materiais listados nas duas categorias (Figura 9.3): no hostil nós encontramos o CaO (calcário cáustico) que é conhecido por ser corrosivo; NaOH; KOH; mas também metassilicatos de sódio, que é um material usado frequentemente pelas pessoas que trabalham com o sistema geopolimérico (fly ash e similares), SiO 2 :Na 2 O=1; e de fato qualquer silicato solúvel com relação molar SiO 2 O menor que 1,45, também classificado como hostil. Na categoria não prejudicial, temos: o Ca(OH) 2, o cimento Portland e a escória de ferro (estes são os ligantes hidráulicos tradicionais), uma pasta solúvel contendo silicato e caulim ou outro mineral de formação rochosa com razão SiO 2 O de 1,25 a 1,45 que pode ser considerado não prejudicial, e qualquer silicato solúvel com razão molar SiO 2 O maior que 1,45. Para mostrar o que acontece quando você trabalha dessa forma, eu apresento na Tabela 9.1 os seguintes exemplos; temos três diferentes caulinitas: a primeira tem 33% de caulinita na argila, a segunda 92% e a terceira 94%. Fizemos para as três caulinitas a calcinação a 750 C e obtivemos o MK-750 para cada argila. Nós medimos a perda por ignição de 4,72 para o primeiro, que representa o menor, que é um terço dos outros dois, e com esses três materiais, nós fizemos o cimento geopolimérico com metacaulim e escória, e medimos a resistência à compressão em 28 dias. Tabela Kaolinite (33%) Quartz, Muscovite, Pyrophyllite Kaolinite (92% Montmorillonite, Anastase, Quartz MK-750 Kaolinite (94%) Quartz, Muscovite MK-750 LOI SiO Al 2 O Na Figura 9.4 temos as resistências alcançadas, com 94% de caulinita, esse é o MK-750, alcançamos 105 MPa, com 92% temos 90 MPa, e com 33% obtemos 70 MPa. Figura 9.3 Regra n 2: Reduza a quantidade de materiais reativos É óbvio que se você tiver menos materiais reativos, terá que adicionar menos álcalis no seu sistema e obter um sistema menos prejudicial ao usuário. Como você sabe, 100 MPa é muito alto para aplicações de cimento e construção, e mesmo 70 MPa é algo muito alto, porque de fato, o que é requerido para aplicações regulares de construção são resistências entre 20 até um máximo de 40 MPa. O que significa que o uso da argila que contém 106

4 somente 33% de caulinita produz um material de construção muito bom, e ao fazer isso você economiza dois terços de álcalis que seriam necessários colocar no sistema quando usadas matérias-primas puras. 9.5 você vê o que acontece com um importante cimento geopolimérico. Você tem a diminuição da resistência mecânica com o aumento da água; aqui alcançamos 60 MPa e caímos para 30 MPa somente dobrando a quantidade de água. E fazendo isso, alcançaremos um sistema não prejudicial ao usuário. Figura 9.5 Figura 9.4 Regra n 3: Controlar a água mistura, fluidez-reologia, policondensação, evaporação, resistência mecânica Quanto ao controle da água, teremos vários efeitos no sistema: primeiro é óbvio que a água governa a mistura, a fluidez-reologia da mistura. Governa a policondensação e evaporação; quanto mais água você tem em seu sistema, você precisa evaporá-la, e fazendo isso, você induz a presença de microporos, que levará a uma menor resistência mecânica. A mistura e a fluidez-reologia do material é importante e tem que ser preparada cuidadosamente; e ao invés de adicionar água, é muito importante ter os equipamentos corretos para fazer a mistura. A policondensação e a evaporação também são dependentes do sistema que é usado. Na Figura O que de fato quero demonstrar aqui é que as pessoas estão adicionando água na mistura frequentemente e sentindo que não está fluida o suficiente, porém isso está errado, e eu mostro o porquê. Para acompanhar o que está acontecendo quando adicionamos água durante a mistura ou logo após, fizemos a seguinte experiência: pegamos um sistema regular à base de metacaulim, cura a 80 C e medimos a exotermicidade (Figura 9.6) como explicamos no curso nº 6. Tivemos um aumento da temperatura até 40 C. Agora, nós pegamos a mesma mistura e adicionamos 20 g de água e fizemos o mesmo experimento, e observamos que a exotermicidade nunca atinge temperaturas maiores que 100 C, de fato não pode, porque a água extra que foi adicionada ao sistema, evapora a 100 C e diminui o aumento da temperatura, mostrando que a água que foi adicionada ao sistema não está inclusa na 107

5 estrutura e não participa da reação, está fora do sistema, e isso explica a queda da resistência mecânica quando se adiciona água na mistura. sistema de potássio puro, então pode afirmar que o sódio provê uma resistência que é metade daquela que se obtém com o geopolímero à base de potássio, e seria interessante usar o potássio pelas suas outras propriedades, lembre-se que no curso número 5 você viu a tremenda diferença em termos de viscosidade entre o silicato de potássio e de sódio, o silicato de potássio é dez vezes mais fluido que o mesmo silicato de sódio. Figura 9.6 Regra nº 4: Sempre que possível, escolha o potássio ao invés do sódio Nós sabemos que o potássio é mais caro que o sódio, mas algumas vezes as propriedades são tão diferentes e está tão a favor do potássio que talvez seja melhor e mais interessante usar o sistema geopolimérico à base de potássio ao invés de sódio. Figura 9.7 Se compararmos na Figura 9.7 o cimento geopolimérico à base de metacaulim e escória, temos em azul, o alcance da resistência à compressão em 28 dias para o cimento geopolimérico regular chamado de Davya 30, alcançamos 90 MPa em 28 dias, se nós reduzirmos a quantidade de silicato de potássio de 100% para 75%, temos uma queda de resistência de 90 para 70, e se compararmos com o sistema de sódio, que tem a mesma quantidade de álcalis em termos de mol, em que um mol de KOH é substituído por um mol de NaOH, você observa que alcançamos uma resistência que não é maior que 50 MPa ou maior que 45 MPa, e se você comparar com o 108