Estudo da produção de metacaulim de alta reatividade em reator flash a partir de um caulim de elevada pureza

Abstract

O uso de Materiais cimentícios suplementares é um dos três pilares relacionados à sustentabilidade da indústria do cimento. Visando à redução das emissões de CO2, a produção de metacaulins para fins cimentícios tem se tornado uma excelente opção. Entre os habituais métodos de produção do metacaulim, o moderno processo de calcinação flash é altamente atrativo e promissor devido à eficiência energética e redução no tempo de calcinação. Produzir um metacaulim flash de alta reatividade e avaliar sua pozolanicidade foi o principal objetivo deste estudo. Em paralelo foi avaliada a atividade pozolânica de um resíduo industrial de refratário à base de caulim. Por meio de um planejamento experimental foram obtidos 5 metacaulins flash variando temperatura de calcinação e fluxo de alimentação. Os ensaios normativos realizados para caracterizar os matacaulins, condisseram com os limites exigidos e o metacaulim produzido se enquadra nas normas ABNT NBR 12653 (2014) para materiais pozolânicos e ABNT NBR 15894 (2010) específica para metacaulins. O índice de desempenho com cimento aos sete dias atingiu resistência máxima de 40,8 ± 0,86 MPa, índice 78% acima dos corpos-de-prova de referência. No ensaio Chapelle Test Modificado todas as amostras tiveram valor superior a 436 mg Ca(OH)2/g exigido por norma, a amostra MK1 obteve consumo, atingindo 1145 mg de Ca(OH)2/g. O índice de atividade pozolânica a cal aos sete dias variou entre 15,94 MPa e 12,97 MPa, o dobro do valor determinado por norma. Através das análises térmicas foi possível concluir que nas temperaturas trabalhadas não houve formação da fase mulita. Os melhores índices de desidroxilação e formação de fase amorfa foram alcançados na amostra MK4, com apenas 1,11% de perda de massa e 99% de fase amorfa. O grau de amorfismo apresentou correlação direta no aumento da resistência mecânica e grau de desidroxilação. O resíduo de refratário apresentou um índice de resistência mecânica com cimento superior aos corpos-de-prova de referência, porém não atingiu os limites mínimos exigidos por norma nos ensaios de pozolanicidade com cal e Chapelle Test.