Maintien de la production lors des défaillances du réseau

Não existe um critério absoluto para determinar a atividade pozolânica de um material, sendo necessário efetuar ensaios baseados em diferentes aspectos, como atividade química e comportamento mecânico (AMORIM et al., 1999).

Contudo, os métodos para determinação da reatividade de um material podem ser divididos em dois grupos: métodos indiretos e métodos diretos. Os resultados dessas técnicas têm se mostrado efetivos para avaliar a cinética de reação do material pozolânico silicoso com o hidróxido de cálcio (SANTOS, 1975).

2.2.2.1 Métodos diretos

Os métodos diretos para avaliação da reatividade de pozolanas determinam, a partir de uma solução, o teor de cal, Ca2+_{, consumido ou, o teor de}

portlandita, Ca(OH)2, remanescente na solução durante a reação com a pozolana

(GOBBI, 2014). Esta avaliação pode ser feita por análise química ou por análise termogravimétrica para a quantificação dos materiais decompostos, devido a perda de água combinada e gases liberados (ZAHRA; ASIM; SUTAN, 2015).

A versão modificada do Método Chapelle - NBR 15895 (ABNT, 2010) é o procedimento mais utilizado pelos autores para a determinação do teor de hidróxido de cálcio fixado por um material pozolânico (AMORIM et al., 1999; CORDEIRO; TOLEDO FILHO; FAIRBAIRN, 2009; FERRAZ et al., 2012; GOBBI, 2014; HOPPE FILHO, 2008; PILAR, 2012). O método original da norma francesa AFNOR NF P 18-513 (2010) utiliza baixos teores de hidróxido de cálcio, e a análise é realizada em um intervalo de tempo que não permite a estabilização das reações. No método adaptado pela NBR 15.894 (ABNT, 2010), a mistura é feita na relação 1:2 em massa de material pozolânico e óxido de cálcio e, a determinação do hidróxido de cálcio consumido é realizada após 16 horas sob agitação e aquecimento a 90ºC.

Para o metacaulim existe um valor de referência de 700 mg de Ca(OH)2

consumido por grama de material, para que possa ser classificado como material pozolânico pela NBR 15894 (ABNT, 2010). Contudo, para os demais materiais pozolânicos não há especificação de um valor mínimo de fixação (ou consumo) de hidróxido de cálcio, dentre as normas brasileiras, para que o material possa ser considerado pozolânico. Diversos autores (AMORIM et al., 1999; CORDEIRO; TOLEDO FILHO; FAIRBAIRN, 2009; GARCIA; JUNIOR; CHOTOLI, 2014; GOBBI, 2014; HOPPE FILHO et al., 2015; PILAR, 2012), com base na publicação feita por Raverdy et al. (1980), citam um índice equivalente a 330 mg de CaO / grama de pozolana ou, 436 mg de Ca(OH)2 / g de pozolana, como o valor mínimo para

classificação do material como reativo com o hidróxido de cálcio, e, por consequência, pozolânico.

2.2.2.2 Métodos indiretos

Os métodos indiretos para a determinação da reatividade de pozolanas realizam medidas de outras propriedades, por exemplo, a condutividade térmica e o desenvolvimento de resistência mecânica à compressão. A NBR 12653 (ABNT, 2014), que regulamenta os requisitos de materiais pozolânicos, especifica dois ensaios indiretos para classificação do material como pozolana. Os ensaios consideram o desenvolvimento de resistência mecânica à compressão da pozolana com a cal ou com o cimento Portland.

Para o material ser considerado reativo com o hidróxido de cálcio, a resistência à compressão aos 7 dias de uma argamassa padrão com traço 2:1 (material pozolânico : hidróxido de cálcio), após cura térmica a 55 ºC, deve ser superior a 6 MPa. Além disso, o material pozolânico deve possuir os requisitos químicos especificado pela NBR 12653 (ABNT, 2014) como: teor de óxidos, perda ao fogo e teor de álcalis. Na Tabela 3 são apresentados os requisitos físicos e químicos para pozolanas naturais e artificiais da classe N na qual enquadram-se certos materiais vulcânicos de caráter petrográfico ácido, “cherts” silicosos, terras diatomáceas e argilas calcinadas.

Tabela 3 - Requisitos físico e químicos para pozolanas naturais e artificiais Requisitos Químicos SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 > 70% SO3 < 4% Perda ao fogo < 10% Álcalis disponíveis em Na2O3 < 1,5% Requisitos Físicos

Material retido na peneira 45 µm < 34%

IAP (cimento) 75%

IAP (cal) 6 MPa

Água requerida 115%

Fonte: Adaptado de NBR 12653 (ABNT, 2014)

Os requisitos são semelhantes aos da norma americana ASTM C618 (2012) “Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete”. Para ser reativo com o cimento Portland, uma amostra com substituição de 35% do

volume de cimento por pozolana, deve apresentar perda de no máximo 25% de resistência à compressão aos 28 dias, se comparado a pasta de cimento de referência, sem pozolana.

Para o ensaio do índice de atividade pozolânica (IAP) com o hidróxido de cálcio, de acordo com a NBR 5751 (ABNT, 2015), e com o cimento Portland, de acordo com a NBR 5752 (ABNT, 2014), a quantidade de água é fixada por meio do índice de consistência de (225 ± 5) mm. Desse modo, existe uma variação da relação água/aglomerante e água/materiais secos das argamassas.

Esta consideração ainda gera muita discussão, bem como a quantidade de material pozolânico a ser adicionada a mistura e o valor de resistência à compressão a ser atingido (GOBBI, 2014). A autora observou, por meio de ensaio mecânico de compressão de amostras com diversas adições minerais e quantidades de água, que ocorreu a queda da resistência à compressão, ao fixar a relação água/materiais secos. Uma das conclusões para este comportamento foi devido a geração de poros devido ao excesso de água em algumas composições ou dificuldade de adensamento pela falta de água em outras. O comportamento observado sugere ser eficiente a fixação da consistência como parâmetro de dosagem em ensaios que avaliem a reatividade de pozolanas.

Esta reatividade também pode ser avaliada pelo calor de reação resultante das reações de dissolução dos componentes e das reações de formação de novos compostos obtido por meio do ensaio de calorimetria nas primeiras horas das misturas (HEWLETT, 2003). Outra forma de avaliar é por meio da análise cristalográfica do material silicoaluminoso que, para ser reativo, necessita ter uma parcela amorfa capaz de fixar o hidróxido de cálcio, normalmente exposta durante o processo de moagem. (HOPPE FILHO, 2008). Principalmente se for moída em moinhos de alta energia, como o moinho Atritor ou o planetário (SPEX).

Outro método desenvolvido para a avaliação indireta da reatividade de pozolanas é o ensaio Fratini, pioneiro no desenvolvimento de uma metodologia que se baseava na avaliação da concentração dos íons OH- _{e de Ca}+2 _{em uma mistura}

de pozolana com cimento Portland (FERRAZ et al., 2012). Segundo o autor, esta metodologia foi baseada na norma francesa AFNOR NF P 18-513 (2010) e está em desuso devido a reação não atingir o equilíbrio, sendo o método substituído pelo Chapelle modificado.

Amorim et al. (1999) realizaram um estudo que avaliou a influência do teor de hidróxido de cálcio fixado (Chapelle modificado) e do índice da atividade pozolânica com cal (IAP) da cerâmica vermelha em função da superfície específica do material silicoso moído. Os autores destacam ainda uma boa correlação (R² > 0,95) entre os ensaios, apesar do material cerâmico não alcançar os limites mínimos exigidos para que fosse classificado como uma pozolana reativa (436 mg de Ca(OH)2 / g de pozolana). Nos ensaios de Amorim et al. (1999), o material

cerâmico apresentou IAP variando entre 1 e 3 MPa e Chapelle variando entre 40 e 320 mg de Ca(OH)2 / g de pozolana.