Efeito da adição de pó de vidro e SiC para a produção de agregados leves a partir de argila não expansiva

Abstract

Os agregados leves de argila apresentam uma gama de aplicações, mas são utilizados principalmente na construção civil, na indústria têxtil, no paisagismo e na agricultura. Um dos grandes impedimentos à produção desse tipo de material é a necessidade de uma argila autoexpansível na queima e de boa qualidade, a qual não é facilmente encontrada na natureza. No presente trabalho, procurou-se avaliar as características necessárias a uma argila para a produção de agregados expandidos e, paralelamente, produzir agregados expandidos a partir de uma argila que não apresenta expansão durante a queima. Foram desenvolvidos agregados leves, moldados manualmente com 20% em peso de água, a partir de uma argila vermelha originária do vale do rio Caí-RS, adicionando-se 25% e 31% de vidro em pó e 0,312 a 1,25% de carbeto de silício, este último com o objetivo de promover a expansão dessa argila durante a queima, uma vez que a mesma não é autoexpansível. O resíduo de vidro atua aumentando a quantidade de fase vítrea com adequada viscosidade, e o carbeto de silício atua como agente piroexpansivo, o qual gera gases e aumenta a porosidade fechada na temperatura de queima dos agregados de argila. A utilização de ambos materiais foi responsável pelo fenômeno de inchamento que levou ao aumento de ~480% das esferas peletizadas. A argila foi caracterizada quanto as suas propriedades químicas, mineralógicas e térmicas. Os agregados foram caracterizados quanto à resistência à compressão, absorção de água e massa específica. O estudo permitiu a obtenção de agregados leves a partir de uma argila não expansiva, os quais apresentaram densidade entre 1,31 e 0,28 g/cm³ e resistência à compressão entre 6,83 e 0,78 MPa, oferecendo uma alternativa para solucionar a falta de disponibilidade local de matérias-primas à produção de agregados leves. Para avaliar o potencial de utilização desses agregados em concretos leves, foram elaborados corpos de provas com as composições de agregados desenvolvidos, caracterizando-se a resistência à compressão e a densidade. No traço testado, a composição de concreto leve com agregado S10-31 (31% vidro e 1,25% SiC) teve uma densidade de 1.956 kg/m3 e resistência à compressão de 14,29 MPa.

Lightweight clay aggregates have a large range of applications, but are mainly used in civil construction, textile industry, landscaping and agriculture. One of the major impediments to the production of this type of material is the need for good quality and self-expanding clay, which is not easily found in nature. In the present work, it was evaluated the necessary characteristics of a clay for the production of lightweight aggregates (LWA) and, at the same time, it was produced LWA from a clay that does not show self-expansion during firing. LWA were manually molded with 20wt% of water, from a red clay originating from Vale do Rio Caí-RS, adding 25% and 31% of powdered waste glass and 0.312 to 1.25% of silicon carbide, with the objective of promoting the expansion of this not self-expanding clay during firing. Waste glass acts by increasing the amount of the glassy phase with adequate viscosity, and the silicon carbide acts as a pyroexpansive agent, which generates gases and increases the closed porosity at the firing temperature of the clay aggregates. The use of both materials was responsible for the swelling phenomenon (bloating) that led to an increase of ~480% of the pelleted spheres. The clay was characterized by its chemical, mineralogical and thermal properties. The aggregates were characterized by compressive strength, water absorption and density. LWA had a density between 1.31 and 0.28 g/cm³ and compressive strength between 6.83 and 0.78 MPa, offering an alternative to solve the lack of local availability of raw materials for LWA production. The use of these aggregates in lightweight concrete was evaluated by formulations prepared with two of the aggregate compositions, characterizing the compressive strength and estimating the density. In the tested mix, the concrete composition with S10-31 aggregate (31% glass and 1.25% SiC) had a density of 1956 kg/m3 and compressive strength of 14.29 MPa.