ESTUDO MECÂNICO E MICROESTRUTURAL DE GEOPOLÍMEROS DE METACAULIM COM INCORPORAÇÃO DE RESÍDUOS DE GESSO ALFA
Geopolímero; Metacaulim; Resíduo; Geopolimerização.
A alta demanda global por cimento Portland causa impactos ambientais significativos, sendo responsável por cerca de 8% das emissões mundiais de CO2. Como alternativa, surgem adições minerais e aglomerantes mais ecológicos, que consomem menos energia e liberam menos gases de efeito estufa. Nesse contexto, os geopolímeros se destacam como opção sustentável para a construção civil. O metacaulim, usado como precursor reacional na síntese de geopolímeros, apresenta composição estável e ampla disponibilidade. Além disso, esses materiais permitem o aproveitamento de diversos resíduos industriais, como o resíduo de gesso (RG), que requer custos com disposição em aterros especiais. Sua adequabilidade para uso em geopolímeros reside na composição rica em íons cálcio, que favorece a geopolimerização e pode melhorar propriedades mecânicas. Alguns estudos já incorporaram resíduos industriais com gesso e obtiveram geopolímeros superiores. Grandes volumes de resíduo de gesso são gerados na fabricação de louças sanitárias, a qual utiliza moldes de gesso alfa para conformação das peças. Esse resíduo apresenta arranjo cristalográfico e propriedades mecânicas distintas do gesso comum, o que lhe confere potencial para aplicações de maior desempenho. Diante disso, este estudo visou produzir geopolímeros com propriedades mecânicas superiores por meio da incorporação do resíduo de moldes de gesso alfa, contribuindo para a redução dos custos com precursores geopoliméricos e para a minimização dos impactos ambientais associados ao descarte desse resíduo industrial. Foram testadas três razões molares SiO₂/Al₂O₃ (2,0; 2,5; 3,0), dois teores de RG (5% e 10%) e duas temperaturas de cura (22 °C e 80 °C). A razão molar SiO₂/Al₂O₃ 2,0 não resultou em geopolímeros estáveis, enquanto as razões 2,5 e 3,0 geraram matrizes resistentes. A adição de 5% de RG aumentou expressivamente a resistência. No entanto, o uso de 10% de RG na síntese de geopolímeros trouxe ganhos limitados, indicando saturação do sistema. A cura a 80 °C acelerou as reações, reduziu a porosidade e elevou o desempenho mecânico, apesar do maior gasto energético. As análises FRX, TG, DRX, FTIR e MEV/EDS mostraram que as formulações bem-sucedidas apresentaram matriz amorfa estável, ligações químicas consistentes e microestrutura homogênea. A melhor composição de precursores e condições de cura foi a amostra RM3.0-RG5-T80, cujo desempenho foi atribuído à rede mais densa e à formação de fases secundárias de preenchimento de poros, como C–A–S–H e gesso residual. Conclui-se que o uso de RG alfa em geopolímeros é técnica e ambientalmente viável, contribuindo para valorizar resíduos e mitigar impactos ambientais. No entanto, é necessário aprofundar estudos sobre durabilidade, resistência à flexão, absorção de água e desempenho em escala industrial, visando aplicação segura e otimizada.