Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/9383
Tipo: Dissertação
Título: Cimento álcali-ativado a partir de cinza de casca de arroz e cal de casca de ostra hidratada
Autor(es): Cescon, Arthur Paim
Primeiro Orientador: Korf, Eduardo Pavan
Primeiro membro da banca: Bruschi, Giovani Jordi
Segundo membro da banca: Ferrazzo, Suéllen Tonatto
Terceiro membro da banca: Casagrande, Michéle Dal Toé
Resumo: A aplicação conjunta da cal de casca de ostra hidratada (CCOH) e da cinza de casca de arroz (CCA) em ligantes álcali-ativados ainda é inexplorada na literatura. Adicionalmente, permanecem limitados os estudos comparativos voltados à compreensão das diferenças químicas e microestruturais entre ligantes produzidos a partir de diferentes fontes de sílica. Diante disso, esta pesquisa buscou preencher essas lacunas por meio da produção de um ligante álcali-ativado à base de cinza de casca de arroz (CCA), cal de casca de ostra hidratada (CCOH) e solução ativadora de NaOH, bem como realizar a comparação deste ligante com outro produzido a partir de vidro de módulos fotovoltaicos (VMF), CCOH e solução ativadora de NaOH. A partir de uma análise crítica evidenciou-se as limitações e lacunas específicas ligadas ao uso da CCOH em pesquisas cientificas e traçou-se um planejamento experimental que fixou variáveis que envolviam diferentes tempos de cura (7, 14, 28, 63 e 91 dias), concentração de ativador (1, 3, 5, 7 e 9M) e diferentes proporções de CCA/CCOH (90/10, 80/20, 70/30 e 60/40. Os ligantes produzidos foram avaliados quanto ao seu comportamento mecânico e químico por meio de ensaios de Resistência à Compressão Simples (RCS), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e análises estatísticas utilizando ANOVA e o teste de comparação múltipla de Tukey. Adicionalmente, a comparação entre os ligantes foi realizada com base em análises microestruturais e químicas obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada à Espectroscopia por Dispersão de Energia de Raios X (MEV/EDS). Os resultados demonstraram bom comportamento mecânico em relação à Resistência à Compressão Simples (RCS), principalmente para composições contendo até 30% de CCOH e 80% de CCA, com molaridades entre 1 e 5 M. A amostra 80/20 (CCA/CCOH) ativada com solução de 3 M apresentou evolução contínua da resistência ao longo do período de cura, passando de 0,50 MPa aos 7 dias para 0,67 MPa aos 14 dias, 1,20 MPa aos 28 dias, 3,10 MPa aos 63 dias e atingindo o pico de 3,94 MPa aos 91 dias. As análises de FTIR e MEV/EDS indicaram a formação de géis C-A-S-H e N-A-S-H, com predominância de estruturas híbridas do tipo (N,C)-A-S-H, responsáveis pelo desenvolvimento das propriedades mecânicas dos ligantes. Sendo assim, o cimento álcali-ativado a partir de CCA,CCOH e NaOH mostrou-se eficaz em termos mecânicos e de microestrutura para aplicação em blocos de vedação não estruturais, argamassas de assentamento e revestimento classe I e II e tijolos e blocos cerâmicos de vedação, evidenciando o ligante como um bom substituto ao Cimento Portland Tradicional (OPC) nestes casos. Já as comparações entre os ligantes que se utilizaram de CCA ou VMF como fonte de sílica demonstraram diferentes fases de formações de géis e evolução da microestrutura, evidenciando que a forma estrutural da sílica influencia diretamente a dissolução dos precursores, organização da rede silicatada e a homogeneidade dos produtos formados.
Abstract/Resumen: The combined application of hydrated oyster shell lime (HOSL) and rice husk ash (RHA) in alkali-activated binders is still unexplored in the literature. Furthermore, specific comparative studies to understand the chemical and microstructural differences between binders produced from different silica sources remain limited. Therefore, this research sought to fill these gaps by producing an alkali-activated binder based on rice husk ash (RHA), hydrated oyster shell lime (HOSL), and an activated NaOH solution, as well as comparing this binder with another produced from photovoltaic module glass (PMG), HOSL, and an activated NaOH solution. A critical analysis revealed specific limitations and gaps related to the use of HOSL in scientific research, and an experimental design was developed that fixed variables involving different curing times (7, 14, 28, 63, and 91 days), activator concentration (1, 3, 5, 7, and 9M), and different RHA/HOSL arrangements (90/10, 80/20, 70/30, and 60/40). The produced binders were evaluated for their mechanical and chemical behavior through Unconfined Compressive Strength (UCS) tests, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and statistics using ANOVA and Tukey's multiple comparison test. Additionally, a comparison between the binders was performed based on microstructural and chemical analyses obtained by Scanning Electron Microscopy coupled with X-ray Energy Dispersive Spectroscopy. (SEM/EDS). The results showed good mechanical behavior in relation to Unconfined Compressive Strength (UCS), mainly for compositions containing up to 30% HOSL and 80% RHA, with molarities between 1 and 5 M. The 80/20 (RHA/HOSL) sample activated with a 3 M solution showed continuous improvement in strength throughout the curing period, going from 0.50 MPa at 7 days to 0.67 MPa at 14 days, 1.20 MPa at 28 days, 3.10 MPa at 63 days, and reaching a peak of 3.94 MPa at 91 days. FTIR and SEM/EDS analyses indicated the formation of C-A-S-H and N-A-S-H gels, with a predominance of hybrid structures of the (N,C)-A-S-H type, responsible for the development of the mechanical properties of the binders. Thus, the cement Alkali-activated binders derived from RHA, HOSL, and NaOH proved effective in terms of mechanical and microstructural properties for application in non-structural installation blocks, class I and II laying and coating mortars, and ceramic bricks and blocks, highlighting the binder as a good substitute for Traditional Portland Cement (OPC) in these cases. Comparisons between binders using RHA or PMG as a silica source demonstrated different phases of gel formation and microstructure evolution, showing that the structural form of silica directly influences the dissolution of precursors, the organization of the silicate network, and the homogeneity of the products formed.
Palavras-chave: Álcali-Ativados.
Cinza de Casca de Arroz (CCA).
Cal de Casca de Ostra Hidratada (CCOH).
Vidro de Módulos Fotovoltaicos (VMF)
Cimento Portland (OPC)
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Erechim
Nome do Programa de Pós Graduação : Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/9383
Data do documento: Mai-2026
Nível: Mestrado
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
CESCON.pdf5,02 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir    Solictar uma cópia


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.