RESUMO Devido à extração de matérias primas não renováveis e ao lançamento de CO2 na atmosfera pela produção de Cimento Portland, os cimentos álcali-ativados (CAT) vêm ganhando espaço no cenário mundial já que o seu processo de obtenção não envolve calcinação dos matérias-primas e utiliza diversos subprodutos. Assim, eles são considerados como um produto de baixo impacto ambiental e com boas propriedades de engenharia. Os CAT‘s podem ser obtidos majoritariamente de escória de alto forno, a qual pode ter de origem em fornos a carvão vegetal ou a coque, o que modifica sua composição química. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da composição química da escória de alto no comportamento do CAT e investigar a eficiência da cura térmica no melhoramento da resistência à compressão. Para a produção do CAT, foram empregadas duas escórias, A e B, provenientes de fornos a carvão vegetal e a coque, respectivamente, além do hidróxido de sódio como ativador alcalino. As amostras foram submetidas à cura térmica por um período de 24h nas temperaturas de 400 C e 600 C e avaliadas nos testes de resistência à compressão, de calorimetria e de análises de microestrutura aos 3, 7 e 28 dias. Os resultados mostraram que a escória A se mostrou mais reativa e mais influenciada pela temperatura de cura. As argamassas feitas com escória A (CAT/A) apresentaram desempenho mecânico superior ao da escória B (CAT/B), em todas as temperaturas. As análises de microestrutura mostraram que no CAT/A houve formação majoritária de CSH, enquanto que no CAT/B, de CSH e dehidrotalcita. A cura térmica não foi eficiente para melhorar o comportamento mecânico da do CAT/B.Palavras-chave: cimento álcali ativado, escória de alto forno, cura térmica.

ABSTRACT Due to the extraction of nonrenewable raw materials and the release of CO2 into the atmosphere by the production of Portland cement, the alkali-activated cements (AAC) have been gaining ground in the world scenario since their production process does not involve calcination of the raw materials and uses various byproducts. Thus, they are considered as a low environmental impact product and with good engineering properties. The AAC‘s can be obtained mainly from blast furnace slag (BFS), which may have origin in charcoal ovens or coke, which modifies their chemical composition. The objective of this work was to evaluate the influence of the chemical composition of BFS on the behavior of the AAC and to investigate the thermal cure efficiency in the improvement of the compressive strength. For the production of AAC, two slag, A and B, were used from charcoal kilns and coke, respectively, in addition to sodium hydroxide as an alkaline activator. The samples were subjected to thermal cure for a period of 24 hours at temperatures of 40 oC and 60o C, which were subjected to the compressive strength, calorimetry and microstructure analyzes at 3, 7 and 28 days. The results showed that slag A was more reactive and more influenced by the cure temperature. The AAC made with BFS- A (AAC / A) slag presented higher mechanical performance than B (AAC / B) at at all temperatures. Microstructure analyzes showed that in AAC/A there was a majority formation of CSH, while in CAT/B, CSH and hydrotalcite. Thermal curing was not efficient to improve the mechanical behavior of CAT / B.

RESUMO O Cimento supersulfatado (CSS) é conhecido por ser um aglomerante de baixo impacto ambiental devido aos materiais que o compõem. Os principais constituintes do CSS são escória de alto forno (até 90%), sulfato de cálcio (10-20%) e uma pequena quantidade de ativador alcalino (até 5%). Estudos destacam a substituição da fonte de sulfato de cálcio natural, gipsita, por uma fonte alternativa, como o fosfogesso. No Brasil, a produção deste material é cerca de 4,5 milhões de toneladas por ano. Pelo fato do CSS compreender um maior teor de sulfato de cálcio (20%) em sua composição, em relação ao cimento Portlant, permite um maior consumo de fosfogesso. Esta pesquisa aborda o uso do fosfogesso como fonte alternativa de sulfato de cálcio na elaboração de CSS, a fim de relatar os efeitos que diferentes teores de sulfato de cálcio (10 e 20%) e de ativador alcalino (0,2, 0,5 e 0,8%) exercem no desempenho deste tipo de cimento, bem como na formação de compostos hidratados. A análise dos resultados mostrou que CSS feito com fosfogesso atendeu aos requisitos mínimos de resistência à compressão exigidos pela norma europeia para cimentos supersulfatados (EN 15743/2010). Foram observadas baixas taxas de calor de hidratação, as quais foram influenciadas principalmente pelo teor de ativador alcalino. O excesso de ativador alcalino (KOH) teve implicações distintas nas pastas com diferentes percentuais de sulfato de cálcio. Naquelas com baixo teor (10%), 0,8% de KOH implicou queda de resistência, enquanto que naquelas com alto teor de sulfato de cálcio (20%), o alto ter de KOH implicou a instabilidade da etringita.

ABSTRACT Supersulfated Cements (SSC) are composed from blast furnace slag (90%), calcium sulfate (10-20%) and a small amount of alkali activator (up 5%). Gypsum is a conventional source of calcium sulfate, however, it can be replaced by phosphogypsum (PG), a byproduct from the production of phosphoric acid (H3PO4) with similar chemical and mineralogical composition of the gypsum. In Brazil, the production of this material is about 4.5 million tons per year. Because the SSC contains a higher calcium sulfate content (20%) in relation to Portland cement, a higher consumption of phosphogypsum is possible. The goal of this study was to investigate the phosphogypsum (PG) as an alternative source of calcium sulfate in order to obtain CSS. In addition to use of PG, the effects of both calcium sulfate and alkali activator content on the process of hydration were investigated. The results showed that SSC made with phosphogypsum met the minimum compressive strength required by the European standard for SSC (EN 15743/2010). Low heat of hydration rates mainly influenced by the low alkali activator content was observed. The excess of alkali activator (KOH) had different influences according to calcium sulfate content. In pastes made with low content (10%), 0.8% of KOH reduced the compressive strength, while in those with a high calcium sulfate content (20%) the high alkaline content resulted in the instability of ettringite.