Materiais cimentícios de baixo impacto ambiental
Pozolanas agroindustriais e naturais
Ao longo dos últimos anos, o NUMATS vem desenvolvendo pesquisas sobre materiais cimentícios de baixo impacto ambiental tais como pozolanas naturais e agroindustriais. Destacam-se dentro dessa linha de pesquisa: (i) a utilização das cinzas resultantes da queima do bagaço da cana-de- açúcar, após seu aproveitamento calorífico na produção de energia, como material cimentíceo suplementar; (ii) a utilização das cinzas resultantes da queima da casca de arroz após seu aproveitamento calorífico na produção de energia; (iii) a produção de pozolanas altamente reativas a partir da queima controlada casca de arroz e do bagaço da cana-de-açúcar; (ii) a produção de nano-sílica gel a partir da cinza do bagaço de cana-de-açúcar e da casca do arroz; (iii) o desenvolvimento de blendas cimentícias com baixo teor de hidróxido de cálcio, a partir do uso de sílica ativa, metacaulinita e cinza volante, para uso em compósitos com fibras naturais e bioconcretos; (iv) o estudo das propriedades reológicas, físicas e mecânicas de concretos com cinza do bagaço da cana de açúcar e cinza da casca de arroz de classe de resistência variada; (v) o estudo da durabilidade, fluência e retração de concretos contendo cinza do bagaço de cana de açúcar e casca de arroz; (vi) o estudo da cinza da casca de arroz na mitigação da retração autógena de concretos de alto desempenho.
Geopolímeros
A variedade de fontes precursoras e de ativadores alcalinos permite a obtenção de geopolímeros com uma variabilidade de propriedades e vantagens frente aos cimentos Portland convencionais. Dentre as vantagens destacam-se principalmente o baixo impacto ambiental, quando concebidos a partir de resíduos e/ou insumos locais e por não serem cáusticos, tóxicos ou inflamáveis; além de seu alto desempenho e durabilidade químico-mecânica, em função da baixíssima permeabilidade e porosidade de sua matriz. Estas características permitem inúmeras aplicações, dentre as quais listam-se: cimentos, compósitos e concretos; revestimentos, adesivos e resinas; encapsulamento de resíduos; materiais resistentes ao fogo e refratários; isolamento térmico. O NUMATS desenvolve pesquisas relacionadas a (i) avaliação da reatividade de precursores contendo altos teores de impurezas minerais, a fim de viabilizar a dosagem e desempenho de matrizes geopoliméricas visando sua aplicação em poços do pré-sal; (ii) o desempenho e compatibilidade de matrizes, argamassas e concretos geopoliméricos termicamente ativados e reforçadas com fibras termo-resistentes; (iii) o desempenho e compatibilidade de matrizes geopoliméricas reforçadas com fibras naturais quimicamente modificadas; (iv) a durabilidade de concretos geopoliméricos frente ao ataque acelerado de íons cloreto.