Estudo de um cimento com baixo impacto ambiental (BIA) a partir do clínquer sulfoaluminoso e do fosfogesso

Abstract

The possibility of using industrial residues as raw materials for construction products has increased its importance for the environment and has also created new technological challenges. This article describes a study in which phosphogypsum, a by product of the phosphoric acid manufacturing industry, has been used for producing cement as a replacement for gypsum. The aim was to develop a cement with low environmental impact, with minimal consumption of clinker and maximum use of phosphogypsum (calcium sulfate). The sulfoaluminate clinker was used, which requires larger quantities of calcium sulfate in relation to Portland cement. Six combinations of phosphogypsum and clinker were tested, ranging between 70%-95% and 30%-5%, respectively. The performance of the low environmental impact was assessed, in terms of mechanical resistance, and durability tests for the standard mortar. (NF EN 196-1). The interactions between phosphogypsum and clinker were investigated by using XRD and DTA techniques. In the analysis of the standard mortar, with a proportion of 1:3 (cement: sand), the proportion of 70% phosphogypsum and 30% clinker resulted in a compressive strength higher than 20 MPa after 28 days.A possibilidade de utilizar resíduos industriais como matéria-prima de produtos para a construção civil vem a cada ano ganhando mais importância no aspecto ambiental e tem também criado novos desafios tecnológicos. Além de evitar a degradação das áreas onde os resíduos normalmente são depositados, a valorização dos subprodutos tem por efeito a redução do consumo de matérias-primas virgens. Este artigo descreve um estudo no qual o fosfogesso, gerado pelas indústrias de produção de ácido fosfórico, foi empregado na formulação de um cimento em substituição total à gipsita. Buscou-se formular um cimento com baixo impacto ambiental (BIA) composto de mínimas quantidades de clínquer e máximas de fosfogesso. O clínquer empregado foi o sulfoaluminoso, caracterizado por necessitar de maiores quantidades de sulfato de cálcio em relação ao cimento Portland. Seis composições foram estudadas, cujas quantidades de fosfogesso e clínquer variaram entre 70-95% e 5-30%, respectivamente. A performance do BIA foi avaliada quanto à resistência mecânica e ensaios de durabilidade em argamassa padrão (NF EN 196-1). As interações entre fosfogesso e clínquer foram investigadas através da difração aos raios X (DRX) e análise térmica diferencial (DTA). Na análise da argamassa padrão, com a proporção de 1:3 (cimento:areia), a formulação composta por 30% de clínquer e 70% de fosfogesso apresentou resistência mecânica superior a 20 MPa aos 28 dias