Estudo do processo de pega e endurecimento de pastas de cimento Portland com incorporação de adições minerais e dióxido de titânio

Os materiais de construção, principais componentes de uma estrutura, têm uma relação direta com contaminantes do ar de origem antropogênica. Nesse sentido, pastas, argamassas e concretos a base de cimento têm sido estudados nos últimos anos como estrutura base para incorporação de nanomateriais com propriedades fotocatalíticas visando a degradação de poluentes e o acompanhamento da hidratação do cimento em presença dessa diversidade de adições é fundamental para uma aplicação bem-sucedida destes materiais. Entre os fotocatalisadores mais estudados encontra-se o dióxido de titânio, uma vez que ele tem propriedades fotocatalíticas que podem ser empregadas com propósitos de degradação de poluentes, principalmente em fase gasosa, autolimpeza e auto desinfecção. O presente trabalho objetiva estudar no nível de pastas (água + cimento) a influência no processo de hidratação do Cimento Portland da incorporação de diversas adições minerais (entre elas um resíduo industrial gerado na região Norte-Noroeste do Estado do Rio de Janeiro) e do dióxido de titânio, visando possíveis aplicações das matrizes cimentícias como materiais para remediação ambiental. A metodologia utilizada consiste, inicialmente, na caracterização dos materiais e produção de pastas e corpos de prova com substituição de 20% do Cimento Portland (CP V-ARI) por materiais suplementares e sem incorporação do dióxido de titânio, a fim de obter parâmetros de referência para futuras comparações, como a determinação de consistência normal e de tempos de pega – através das normas NBR NM 43/2003 e NBR NM 65/2003, respectivamente – e de resistência à compressão – através da norma NBR 5739/2018. Além disso, serão realizados ensaios utilizando a técnica de calorimetria isotérmica para observar a cinética do processo de hidratação após a adição do dióxido de titânio, além de definir a porcentagem ótima de adição do nanomaterial. A finura dos materiais, definida pelo ensaio de granulometria a laser, influencia diretamente a demanda de água para consistência normal e os ensaios resultaram relações água/aglomerante na seguinte ordem: CP V-ARI = CP V-ARI + Metacaulim < CP V-ARI + Quartzo ultrafino < CP V-ARI + Resíduo de rocha < CP V-ARI + Resíduo de cerâmica vermelha, variando de 0,36 a 0,40. Quanto aos tempos de pega, os resultados dos ensaios variaram de 70 a 115 minutos para início de pega e 135 a 165 minutos para fim de pega, sendo os menores resultados para a pasta de Cimento Portland de Alta Resistência Inicial com Resíduo de cerâmica vermelha e, os maiores, com Resíduo de rocha.