Carbonatação acelerada: nova tecnologia de cura para fibrocimento sem amianto

Abstract

A carbonatação ocorre nos compósitos de fibrocimento através da difusão de dióxido de carbono (CO 2 ) pelos dos poros insaturados da matriz de cimento, e sua reação com o hidróxido de cálcio, forma carbonato de cálcio (CaCO 3 ). A utilização dessa tecnologia para a produção de fibrocimento consiste em um processo interessante para reduzir prematuramente a alcalinidade da matriz de cimento, que é prejudicial para o reforço da fibra de celulose. É também uma iniciativa para o sequestro de CO 2 e substituição parcial de fibras à base de petróleo, para uma indústria mais sustentável. Portanto, o objetivo do presente trabalho é mostrar o impacto de carbonatação acelerada na microestrutura e nas propriedades químicas e mecânicas de fibrocimento reforçado com polpa de celulose e fibras sintéticas. Depois da carbonatação acelerada a microestrutura das amostras foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, e determinadas às propriedades físicas e mecânicas. A eficácia da carbonatação acelerada foi confirmada por difração de raios X e análise termogravimétrica. Carbonatação acelerada aumentou a densidade aparente e diminuiu a absorção de água e a porosidade. As micrografias demonstram que o CaCO 3 formado é precipitado na estrutura dos poros da matriz, preenchendo os vazios e impedindo a penetração de água. A interface entre as fibras de celulose e a matriz de cimento foi melhorada e consequentemente o desempenho mecânico. Os resultados obtidos sugerem que a carbonatação acelerada pode ser um procedimento eficaz para mitigar a degradação de fibras de celulose, melhorar as propriedades físicas e mecânicas e uma forma de captação e uso de CO 2 .

The carbonation occurs in fiber cement composites through carbon dioxide diffusion (CO 2 ), unsaturated pores of the cement matrix, and its reaction with the calcium hydroxide form calcium carbonate (CaCO 3 ). The use of this technology for fiber cement production consists in an interesting process to reduce prematurely the cement matrix alkalinity, which is detrimental for the enhancement of cellulose fiber. It also is an initiative for CO 2 sequestration and partial replacement of petroleum-based fibers, for an industry more sustainable. Therefore, the objective of this work is to show the impact of accelerated carbonation on the microstructure and in the chemical and mechanical properties of fiber cement reinforced with cellulose pulp and synthetic fibers. After the accelerated carbonation the microstructure of the samples was evaluated by scanning electron microscopy and determined physical and mechanical properties. The effectiveness of accelerated carbonation was confirmed by X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. Accelerated carbonation increased density and decreased water absorption and porosity. The micrographs show that CaCO 3 formed is precipitated in the structure of the matrix pore, filling the voids and preventing the water penetration. The interface between the cellulose fibers and the cement matrix has been improved and consequently the mechanical performance. The results suggest that the accelerated carbonation can be an effective procedure for mitigating degradation of cellulose fibers, to improve the physical and mechanical properties and a capture form and use of CO 2 .