Avaliação de pastas de cimento contendo resíduo de craqueamento catalítico (ECAT) em exposição à névoa salina e ao dióxido de carbono supercrítico

Abstract

O Catalisador de Equilíbrio (Ecat) é um resíduo gerado do Craqueamento Catalítico Fluido (FCC) que possui função pozolânica capaz de contribuir com propriedades mecânicas e durabilidade de materiais cimentícios. Porém, ainda são poucos estudos da durabilidade de materiais contendo Ecat e não há estudos sobre estabilização de metais pesados após deteriorações. Foram avaliadas pastas com Cimento G e Ecat (0%, 10%, 15%, 20% e 30% de substituição ao cimento, em massa), após 28 dias de cura em temperatura ambiente (CA), quanto a resistência à compressão e à flexão antes e após a exposição a respingos de maré. As pastas com cimento G com e sem Ecat expostas à respingos de maré apresentaram decréscimo na resistência à compressão axial, exceto com 30% de Ecat, diminuindo a resistência à tração na flexão expressivamente nas pastas com Ecat. A resistência à compressão foi similar em pastas com até 15% de Ecat, porém diminui com 20-30% de Ecat, enquanto a resistência à tração na flexão das pastas não foi influenciada pelo teor de Ecat. Também foram avaliadas pastas com cimento CPV-ARI RS e Ecat (0, 15, 30% de substituição ao cimento, em massa)] quanto a resistência à compressão e à flexão após 7, 14, 28 dias de CA, térmica (CT- 40 °C) e névoa salina (72 h), por caracterização mineralógica e morfológica (DRX, DTA, TG/DTG e MEV), dureza superficial Rockwell e lixiviação com análise no ICP-OES ou FRX antes e após 28 dias de CA ou CT, névoa salina e scCO2 (20MPa, 44,85 °C t- 7 h). O cimento CPV-ARI RS possibilitou maior atividade pozolânica do Ecat e resistência à compressão superior, aos 28 dias, com até 30% de Ecat. A resistência à tração foi similar entre as pastas com e sem Ecat. A atividade pozolanica foi confirmada por menores teores de Ca(OH)2 e formação de compostos cimentícios (C-S-H, Af(t,m) C-A-S-H, C-A-H), também pela formação do monocarboaluminato tetracálcico (mCA) e Af(t) com o acréscimo de Ecat. A cura térmica permitiu ganho de resistência à compressão e à tração na flexão com até 14 dias. A névoa salina afetou os compostos C-S-H, Af(t,m), C-A-S-H, C-A-H e mCA, nas pastas com e sem Ecat, perda da dureza superficial e na resistência à tração na flexão e à compressão axial, principalmente, na pasta com 30% de Ecat. O scCO2 provocou diminuição nos teores C-S-H, Af(t,m), C-A-S-H, C-AH e mCA, resultando na formação do CaCO3 em poros da camada externa com aumento na dureza superficial. As pastas com maiores teores de Ecat foram mais deterioradas devido à maior porosidade e menor disponibilidade de Ca(OH)2, no entanto possuíram teores equivalentes de compostos cimentícios aos da pasta somente com cimento e água, devido a formação extra destes compostos pelas reações pozolânicas. A lixiviação de metais oriundos da contaminação do Ecat durante o FCC (V, Ni, Sb e Cu) não foi constatada das pastas antes ou após carbonatação, sendo lixiviados Cr e Fe oriundos do cimento. Nas pastas deterioradas com névoa salina, através de análises FRX, notou-se lixiviação principalmente do CaO.