Study of metakaolins with different amorphities and particle sizes activated by KOH and K₂SiO₃

Abstract

O estudo de materiais alcalinos ativados é muito promissor no que diz respeito à produção de materiais com alta durabilidade. O tamanho das partículas e o teor de sílica e alumina reativa (amorfa) influenciam o desempenho do geopolímero bem como o tipo de ativador. Neste estudo, geopolímeros são produzidos a partir de precursores de metacaulim com composição química semelhante e diferentes amorfidades e tamanhos de partículas. KOH e K2SiO3 são utilizados como ativadores, portanto, as soluções de potássio proporcionam menor viscosidade das pastas, melhor trabalhabilidade com menor relação líquido/sólido e, consequentemente, melhor resistência mecânica, são mais densas e apresentam baixa porosidade que as soluções de sódio. Os precursores e pastas produzidos foram caracterizados no estado sólido por espectroscopia de fluorescência de raios X, difração de raios X, espectroscopia no infravermelho, ressonância magnética nuclear de pulso único e ressonância magnética nuclear de polarização cruzada. As pastas também foram avaliadas quanto à resistência à compressão, densidade aparente e absorção de água. Os resultados indicam que geopolímeros podem ser obtidos a partir de metacaulins de calcinação incompleta e com diâmetro médio de grão de 23,5 µm e 12,0 µm. Apesar de apresentar densidade aparente semelhante e pequena diferença na absorção de água, a resistência mecânica da pasta produzida com metacaulim mais grosso e amorfo aos 28 dias é de 50 MPa, enquanto a outra pasta chega a 22 MPa. A diferença na resistência mecânica é provavelmente devida à maior extensão de geopolimerização indicada pela RMN. A diferença nos precursores e consequentemente nas pastas impacta na durabilidade esperada.