Estudo do uso de resíduo catalítico do refino de petróleo na construção civil

Abstract

Os resíduos de unidades catalíticas de refino de petróleo (Ecat) do processo de craqueamento catalítico em leito fluidizado (FCC) têm produção mundial em torno de 400mil toneladas/ano e tem se tornado um problema para as refinarias de petróleo no que se refere ao seu manejo e gestão ambiental. Por outro lado, a indústria cimenteira tem enfrentado verdadeiros desafios ambientais por conta da alta energia gasta para a produção do cimento e das emissões associadas, que no Brasil se aproximam de 0,67 toneladas de dióxido de carbono para cada tonelada de cimento produzido. As características físico-químico-mineralógicas do Ecat o tornam um potencial material pozolânico a ser utilizado nas matrizes cimentícias, sendo objeto de estudo de muitos pesquisadores no mundo. A substituição parcial do cimento por Ecat pode se tornar uma alternativa ambiental para as duas indústrias. Este trabalho tem como objetivo estudar a aplicação do Ecat em matrizes de cimento, de forma a viabilizar sua utilização como matéria prima para a produção de concretos, argamassas, pastas e blocos de concreto e cerâmicos utilizados na construção civil. Neste trabalho foi utilizado Ecat oriundo de refinaria de petróleo, sem processo de moagem, na qual foram realizadas investigações das alterações físico-químico-mineralógica do catalisador virgem e do Ecat, por meio de técnicas analíticas de picnometria de gás hélio, ASAP/BET, análise granulométrica a laser, microscopia eletrônica de varredura, composição química, difração de raios X, análises térmicas por DTA e TG/DTG, ensaios de pozolanicidade do Ecat com as técnicas de Luxán e Chapelle modificado. Foram realizados estudos em pastas de cimento e de hidróxido de cálcio contendo substituição parcial do cimento/hidróxido por Ecat nos teores de 0%, 10%, 20%, 30% e 40%, sendo avaliadas nas idades de 1, 3, 7, 14 e 28 dias, realizando-se ensaios de identificação e quantificação dos produtos de hidratação, comportamento mecânico, comportamento reológico, resistência ao ataque por sulfato de magnésio. Além disso, foram produzidos concretos convencionais e blocos de concreto contendo 10% de Ecat, sendo avaliadas propriedades físico-mecânicas. Os resultados mostraram variações físico-químico-mineralógicas entre o Ecat e o NatCat, o Ecat apresentou pozolanicidade, as técnicas termogravimétricas mostraram a quantificação dos produtos hidratados, o teor de até 20% de Ecat não mostrou perdas do comportamento mecânico, o Ecat promoveu aumento de plasticidade nas pastas de cimento. Na avaliação da resistência ao ataque por sulfato de magnésio, o Ecat não contribuiu para a degradação das matrizes cimentícias avaliadas. Nos estudos com concreto e blocos de concreto o teor de 10% de Ecat se mostrou viável para o seu uso na construção civil.