Propriedades mecânicas e microestrutura de geopolímeros leves com adição de fibras

Abstract

Geopolímeros leves apresentam potencial para aplicações inovadoras, como material de baixa condutividade térmica, regulador de pH, material adsorvente e concreto leve. No entanto, esses materiais geralmente possuem uma natureza frágil. Neste estudo, avaliou-se a possibilidade de utilizar fibras de vidro ou polipropileno como agentes de reforço em uma matriz aerada por meio da combinação do surfactante dodecil sulfato de sódio (SDS) com o agente de expansão peróxido de hidrogênio (H2O2), com o objetivo de garantir boa resistência mecânica, aliada à baixa condutividade térmica. As argamassas leves foram produzidas com metacaulim, ativadores alcalinos e areia padrão normatizada. A inovação deste trabalho está na associação de fibras como reforço em geopolímeros leves e nas alterações microestruturais resultantes da combinação do agente porogênico com o surfactante. Para isso, foram analisadas experimentalmente as propriedades microestruturais no estado fresco e propriedades físicas como densidade, porosidade, condutividade térmica e módulo dinâmico, bem como propriedades mecânicas, incluindo resistência à compressão e resistência à flexão. As fibras foram adicionadas nas proporções de 1,5% e 3% em massa, e o surfactante foi adicionado nas concentrações de 0,2% e 0,8% em massa. Esses resultados demonstraram que a estratégia proposta para o uso de agentes de reforço, combinada com o controle do volume de poros, é eficaz, uma vez que melhorou as propriedades mecânicas, com ganhos de até 71,3% na resistência à flexão e 72% na resistência à compressão. Além disso, observou-se uma baixa condutividade térmica (0,15 W/m.K) e densidade aparente (1000 kg/m³) nas argamassas. Essas melhorias, juntamente com a resistência à flexão (4,52 MPa) e à compressão (16,87 MPa), sugerem sua utilização tanto em materiais voltados para o isolamento térmico quanto para uso em paredes estruturais leves com baixo peso.