Made available in DSpace on 2018-03-22T15:55:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11392_Disserta__o_Fabricia.pdf: 2794068 bytes, checksum: ec240a6fbf8358df113f84523cc46919 (MD5) Previous issue date: 2017-08-29 / As argilas organofílicas preparadas a partir de sais quaternários de amônio destacam-se como adsorvente para separação de compostos orgânicos da água. Desta forma, o propósito deste trabalho foi preparar e caracterizar três diferentes tipos de argilas organofílicas e depois verificar a capacidade de uma dessas argilas em adsorver a atrazina em meio aquoso. A partir do processo de troca catiônica, promoveu-se a modificação da argila natural em argilas organofílicas, usando-se os surfactantes brometo de cetil trimetil amônio, cloreto de cetil trimetil amônio e cloreto de dodecil trimetil amônio. Para a argila in natura, os resultados da análise química por fluorescência de raio X apresentaram-se coerentes com os de um argilomineral esmectítico, assim como o resultado obtido pela capacidade de troca catiônica, que apresentou um valor de 80meq/100g de argila. Os dados de difração de raio X indicam diferentes expansões lamelares para as três argilas organofílicas obtidas quando comparadas à argila in natura, comprovando a presença dos sais quaternários de amônio no espaço interlamelar. Através da microscopia eletrônica de varredura foi possível verificar formação de aglomerações. Também foi verificada uma diminuição da área superficial específica demonstrando menor acessibilidade aos espaços lamelares devido à presença dos surfactantes. As análises termogravimétricas foram realizadas numa taxa constante de aquecimento até 1000ºC, obtendo-se perfil de variação negativa em todas as argilas, sendo possível constatar a perda de água e dos surfactantes gradativamente. O inchamento de Foster mostrou forte favorecimento de adsorção de solventes de características apolares, confirmando o caráter organofílico. Além disso, a adsorção da atrazina na argila organofílica escolhida foi bem maior se comparada com a argila in natura, evidenciando o potencial de uso desses materiais como alternativa aos tratamentos existentes para remoção de compostos orgânicos de água.

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de Poliestireno (PS) e argilas organofílicas. As argilas, inicialmente hidrofílicas, foram modificadas organicamente utilizando três sais quaternários de amônio diferentes: Cloreto de hexadecil trimetil amônio (CTAC), Cloreto de alquil dimetil benzil amônio (Dodigen) e Cloreto de dimetil dioctadecil amônio (Praepagen). A argila organofílica Cloisite 20A foi também utilizada neste estudo. Os nanocompósitos foram preparados por intercalação no polímero fundido por três técnicas diferentes: adição de argila em suspensão de álcool etílico por uma bomba dosadora de líquidos durante a extrusão, adição de argila em pó por um alimentador mecânico durante a extrusão e adição de suspensão de argila em álcool etílico durante obtenção por batelada. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) e ensaios reológicos de Cisalhamento Oscilatório de Pequenas Amplitudes (COPA). As propriedades térmicas foram analisadas por análise termogravimétrica (TG) e as propriedades mecânicas foram analisadas por ensaios de tração e impacto Izod. As três técnicas se mostraram eficazes na preparação dos nanocompósitos, e seus resultados apresentaram uma similaridade muito grande. Os resultados de DRX e microscopia mostraram que a maioria dos nanocompósitos apresentou estruturas compostas de fases intercaladas e esfoliadas. As análises térmicas mostraram que a adição de argila ao PS o tornou mais estável termicamente, suportando maiores temperaturas antes de iniciar o processo de degradação. Os ensaios reológicos de COPA e ensaios mecânicos dos nanocompósitos obtidos não apresentaram grandes variações em relação ao PS puro. / In this work nanocomposites of polystyrene (PS) and organophilic clays were prepared. The clays were organically modified using three different ammonium quaternary salts: cetyltrimethyl ammonium chloride (commercial name: CTAC), alquildimethyl benzyl ammonium chloride (commercial name: Dodigen) and distearyl dimethyl ammonium chloride (commercial name: Praepagen). The organoclay Cloisite 20 A was also used in this work. The nanocomposites were prepared by melt intercalation using three different techniques: adding the organoclay as a diluted organic solvent supension to the extruder using a motor-driven metering pump, adding the organoclay as powder to the extruder using a mechanical feeder and adding the organoclay as a diluted organic solvent suspension to the mixer. The materials obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM), transmission electron microscopy (TEM) and by rheological studies through small amplitude oscillatory shear tests (SAOS). The thermal properties were studied by thermogravimetrical analyses (TG) and the mechanical properties were studied by tensile and impact Izod strength tests. The three techniques were efficient to prepare nanocomposites, and their results were very similar. The DRX and microscopy results showed that the most nanocomposites presented structures composed by intercalated and exfoliated phases. The thermal analyses showed that the addition of organoclay turned PS more thermally stable, increasing their degradation temperatures. The results of rheological studies (SAOS) and the mechanical tests did not present significant variations compared to the neat PS.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento da tese intitulada: Estudo, em escala de laboratório, do uso de argilas do tipo Bofe na obtenção de argilas organofílicas e ativadas. Argilas do tipo esmectítico são as de maior utilização industrial, sendo considerada a mais interessante das argilas industriais. Todavia em diversos casos faz-se necessário submetê-las a tratamentos químicos para desenvolver suas potencialidades. Para o desenvolvimento da tese foram utilizadas quatro amostras de argilas do tipo Bofe, provenientes de jazidas localizadas no município de Boa Vista, PB. Esse tipo de argila, apesar de ser bastante abundante, possui baixo valor econômico dada a dificuldade de obter produtos com propriedades adequadas a partir delas. Neste estudo utilizamos dois tipos de tratamentos, para verificar a potencialidade destas argilas, que foram: ativação ácida e organofilização. Para ativação ácida, foi utilizado o ácido clorídrico com diferentes tempos de reação, variando de uma hora até sete dias e com estas amostras avaliou-se o poder descorante em óleo de soja. Para a organofilização foram utilizados três sais quaternários de amônio e com as argilas organofílicas obtidas realizou-se teste de sorção em solventes orgânicos. Os resultados obtidos indicam que o tratamento ácido em argilas, com tempos de reação muito longos, promove destruição significativa da estrutura do argilomineral esmectítico. As argilas na sua forma natural apresentaram, no descoramento de óleo de soja, comportamento superior ao de argilas industriais ativadas de alto desempenho o que potencializa o uso das argilas tipo Bofe como materiais descorantes naturais (terras fuller). Em relação à organofilização, observou-se a eficiência no tratamento aplicado, visto o aumento do espaçamento interplanar, medido por difração de raios-X e da alta capacidade de sorção de óleo Diesel e Tolueno dos materiais organofílicos obtidos. / This work present the development of the entitled thesis: Study, at laboratory scale, of the use of the Bofe type clay to obtain organophillic and activated clays. Clays of the smectite type are of the bigger industrial use, being considered most interesting of the clay minerals. However, becomes necessary to submit it to chemical treatments for develop its potentialities. For the development of the research four samples of clay from the Bofe type had been used, proceeding from deposits located in areas near to the city of Boa Vista, PB. This type of clays, in spite of they be quite abundant, possess low economic value because the difficulty to obtain products with adequate properties starting from them. In this study to verify the potentiality of these clays we used two types of treatments. Those treatments were: acid activation and organophillic modification. For the acid activation treatment, hydrochloric acid was used with different times of reaction, varying from one hour up to seven days and with the obtained samples the fade power was evaluated in soy oil. To the organophillic modification treatment three quaternary ammonium salts were used. With the samples of the treated clays were made sorption in organic solvents tests. The obtained results indicate that the acid treatment in clays, with very long times of reaction, promotes significant destruction of the structure of the smectite clay mineral. Clays in its natural form presented, in the soy oil fade, superior behavior to the one of industrial activated clays of high performance, that indicates the potential of use of the type Bofe clays as natural bleacher material (fuller\'s earth). In relation to the organophillic modification, it was observed efficiency in the applied treatment, seen the increase of the interplane spacing, measured by X ray diffraction and the high capacity of sorption of Diesel oil and Toluene of the gotten organophillic materials indicating its potential of use in the sorption of hydrocarbons.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento da tese intitulada: Estudo, em escala de laboratório, do uso de argilas do tipo Bofe na obtenção de argilas organofílicas e ativadas. Argilas do tipo esmectítico são as de maior utilização industrial, sendo considerada a mais interessante das argilas industriais. Todavia em diversos casos faz-se necessário submetê-las a tratamentos químicos para desenvolver suas potencialidades. Para o desenvolvimento da tese foram utilizadas quatro amostras de argilas do tipo Bofe, provenientes de jazidas localizadas no município de Boa Vista, PB. Esse tipo de argila, apesar de ser bastante abundante, possui baixo valor econômico dada a dificuldade de obter produtos com propriedades adequadas a partir delas. Neste estudo utilizamos dois tipos de tratamentos, para verificar a potencialidade destas argilas, que foram: ativação ácida e organofilização. Para ativação ácida, foi utilizado o ácido clorídrico com diferentes tempos de reação, variando de uma hora até sete dias e com estas amostras avaliou-se o poder descorante em óleo de soja. Para a organofilização foram utilizados três sais quaternários de amônio e com as argilas organofílicas obtidas realizou-se teste de sorção em solventes orgânicos. Os resultados obtidos indicam que o tratamento ácido em argilas, com tempos de reação muito longos, promove destruição significativa da estrutura do argilomineral esmectítico. As argilas na sua forma natural apresentaram, no descoramento de óleo de soja, comportamento superior ao de argilas industriais ativadas de alto desempenho o que potencializa o uso das argilas tipo Bofe como materiais descorantes naturais (terras fuller). Em relação à organofilização, observou-se a eficiência no tratamento aplicado, visto o aumento do espaçamento interplanar, medido por difração de raios-X e da alta capacidade de sorção de óleo Diesel e Tolueno dos materiais organofílicos obtidos. / This work present the development of the entitled thesis: Study, at laboratory scale, of the use of the Bofe type clay to obtain organophillic and activated clays. Clays of the smectite type are of the bigger industrial use, being considered most interesting of the clay minerals. However, becomes necessary to submit it to chemical treatments for develop its potentialities. For the development of the research four samples of clay from the Bofe type had been used, proceeding from deposits located in areas near to the city of Boa Vista, PB. This type of clays, in spite of they be quite abundant, possess low economic value because the difficulty to obtain products with adequate properties starting from them. In this study to verify the potentiality of these clays we used two types of treatments. Those treatments were: acid activation and organophillic modification. For the acid activation treatment, hydrochloric acid was used with different times of reaction, varying from one hour up to seven days and with the obtained samples the fade power was evaluated in soy oil. To the organophillic modification treatment three quaternary ammonium salts were used. With the samples of the treated clays were made sorption in organic solvents tests. The obtained results indicate that the acid treatment in clays, with very long times of reaction, promotes significant destruction of the structure of the smectite clay mineral. Clays in its natural form presented, in the soy oil fade, superior behavior to the one of industrial activated clays of high performance, that indicates the potential of use of the type Bofe clays as natural bleacher material (fuller\'s earth). In relation to the organophillic modification, it was observed efficiency in the applied treatment, seen the increase of the interplane spacing, measured by X ray diffraction and the high capacity of sorption of Diesel oil and Toluene of the gotten organophillic materials indicating its potential of use in the sorption of hydrocarbons.

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de Poliestireno (PS) e argilas organofílicas. As argilas, inicialmente hidrofílicas, foram modificadas organicamente utilizando três sais quaternários de amônio diferentes: Cloreto de hexadecil trimetil amônio (CTAC), Cloreto de alquil dimetil benzil amônio (Dodigen) e Cloreto de dimetil dioctadecil amônio (Praepagen). A argila organofílica Cloisite 20A foi também utilizada neste estudo. Os nanocompósitos foram preparados por intercalação no polímero fundido por três técnicas diferentes: adição de argila em suspensão de álcool etílico por uma bomba dosadora de líquidos durante a extrusão, adição de argila em pó por um alimentador mecânico durante a extrusão e adição de suspensão de argila em álcool etílico durante obtenção por batelada. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) e ensaios reológicos de Cisalhamento Oscilatório de Pequenas Amplitudes (COPA). As propriedades térmicas foram analisadas por análise termogravimétrica (TG) e as propriedades mecânicas foram analisadas por ensaios de tração e impacto Izod. As três técnicas se mostraram eficazes na preparação dos nanocompósitos, e seus resultados apresentaram uma similaridade muito grande. Os resultados de DRX e microscopia mostraram que a maioria dos nanocompósitos apresentou estruturas compostas de fases intercaladas e esfoliadas. As análises térmicas mostraram que a adição de argila ao PS o tornou mais estável termicamente, suportando maiores temperaturas antes de iniciar o processo de degradação. Os ensaios reológicos de COPA e ensaios mecânicos dos nanocompósitos obtidos não apresentaram grandes variações em relação ao PS puro. / In this work nanocomposites of polystyrene (PS) and organophilic clays were prepared. The clays were organically modified using three different ammonium quaternary salts: cetyltrimethyl ammonium chloride (commercial name: CTAC), alquildimethyl benzyl ammonium chloride (commercial name: Dodigen) and distearyl dimethyl ammonium chloride (commercial name: Praepagen). The organoclay Cloisite 20 A was also used in this work. The nanocomposites were prepared by melt intercalation using three different techniques: adding the organoclay as a diluted organic solvent supension to the extruder using a motor-driven metering pump, adding the organoclay as powder to the extruder using a mechanical feeder and adding the organoclay as a diluted organic solvent suspension to the mixer. The materials obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM), transmission electron microscopy (TEM) and by rheological studies through small amplitude oscillatory shear tests (SAOS). The thermal properties were studied by thermogravimetrical analyses (TG) and the mechanical properties were studied by tensile and impact Izod strength tests. The three techniques were efficient to prepare nanocomposites, and their results were very similar. The DRX and microscopy results showed that the most nanocomposites presented structures composed by intercalated and exfoliated phases. The thermal analyses showed that the addition of organoclay turned PS more thermally stable, increasing their degradation temperatures. The results of rheological studies (SAOS) and the mechanical tests did not present significant variations compared to the neat PS.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2525_1.pdf: 1073139 bytes, checksum: e3e36d565d85384f95a68e72422f8186 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta pesquisa teve como principal objetivo a obtenção de um argila organofílica com capacidade de promover a separação do composto fenol, encontrado nos efluentes aquosos de indústrias petroquímicas. O procedimento experimental objetivando a obtenção da argila organofílica foi iniciado por um tratamento da argila esmectítica em seu estado natural, com carbonato de sódio. Esse tratamento teve como meta intensificar as propriedades tixotrópicas da esmectita in natura pelo aumento de água nas regiões intercamadas dos argilominerais, promovido pelo acréscimo do teor do cátion sódio, decorrente da troca catiônica, em estado de hidratação. A etapa final da obtenção da argila organofílica correspondeu a um tratamento da argila sódica, inicialmente preparada, com sal quaternário de amônio comercial. O estado de hidratação da região intercamadas da argila sódica se constituiu um fator facilitador do ingresso, nessa região, do cátion orgânico. A técnica de separação do fenol, fundamentada em processos adsortivos, se constituiu na alternativa de tratamento, aplicando-se a argila organofílica transformada a partir de uma esmectita regional, como material adsorvente. O desenvolvimento desta pesquisa envolveu o processo adsortivo aplicado aos sistemas operacionais em batelada, abordando escalas laboratoriais. Avaliações cinéticas e de equilíbrio foram executadas a fim de se obter os parâmetros essenciais à elaboração dos modelos representativos deste sistema adsortivo, como a determinação do tempo de equilíbrio, da capacidade máxima de adsorção, da constante de equilíbrio adsortivo e da constante cinética adsortiva, fundamentais para estabelecer bases, em estudos futuros complementares, para um projeto de um adsorvedor em leito fixo na extrapolação da escala laboratorial para piloto. Os resultados do processo adsortivo indicaram que a argila organofílica teve uma eficiência de remoção superior a 80% em relação à concentração inicial de fenol, sugerindo, portanto, a utilização da mesma como material adsorvente. Os estudos realizados possibilitaram a recomendação da argila in natura tratada com carbonato de sódio e da argila sódica tratada com sal quaternário de amônio, respectivamente, como fluidos tixotrópicos de perfuração de poços de petróleo base água e base óleo, segundo às Normas N-2604 e N-2258 da PETROBRAS

As argilas são rochas constituídas por argilominerais e por minerais acessórios, cuja estrutura cristalina permite a adsorção de cátions e ânions conferindo-lhes propriedades físico-químicas particulares. Quimicamente os argilomineriais são formados essencialmente por silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio. As bentonitas apresentam mais de 140 usos industriais, com variações particulares, seja devido ao emprego tecnológico desta argila, seja devido à origem geológica ou à composição mineralógica desta, por isso, sendo consideradas tipos especiais de argilas industriais. O termo bentonita é usado para designar uma argila com alto teor de argila esmectítica. O maior produtor mundial de bentonita são os Estados Unidos representando cerca de um terço do total da produção mundial. No Brasil, os mais importantes jazimentos de bentonitas encontram-se na Paraíba, nos municípios de Boa Vista, Cubati e Pedra Lavrada. A bentonita bruta da Paraíba é lavrada por empresas mineradoras e comercializada em grandes quantidades no próprio Estado, sendo estas destinadas a empresas que as beneficiam, ativam e posteriormente vendem para os demais mercados nacionais. Os preços da bentonita variam em função da qualidade do produto, da pureza, da função ou aplicação, e do tipo do beneficiamento e ativação a que foi submetido o minério. Considerando a expectativa de crescimento desse setor para os próximos anos, este estudo tem como objetivo complementar e atualizar dados tecnológicos existentes na literatura sobre as bentonitas do Estado da Paraíba, contribuindo com estudos tecnológicos das bentonitas da Paraíba realizados em 1976 pelo professor Dr. Pérsio de Souza Santos. Pretende-se evidenciar como estão as propriedades e os usos de 5 argilas da mina Lages após 35 anos de estudos. Para o desenvolvimento deste trabalho utilizaram-se 5 tipos diferentes de bentonitas cedidas pela empresa BENTONISA - Bentonita do Nordeste S.A. Para estas foram realizadas as caracterizações físico-químicas e mineralógicas. Através da análise dos resultados obtidos foi possível realizar algumas indicações para os usos potenciais destes materiais. / The clays are composed of clay minerals and accessory minerals, whose crystal structure allows the adsorption of cations giving them particular physical and chemical properties. Chemically, the argilomineriais are formed mainly of hydrated silicates of aluminum, iron and magnesium. The bentonites are special types of industrial clays because submitting more than 140 industrial uses, with particular variations, whether due to technological employment of clay, is due to the geological origin and the mineralogy of this clay. The term bentonite is used to designate a high clay content of montmorillonite. The world\'s largest producer of bentonite is the United States represents about one-third of total world production. In Brazil, the most important bentonite clay bentonite deposits are found in Paraiba, in the municipalities of Boa Vista, Cubati and Pedra Lavrada. The crude bentonite Paraíba is wrought by mining companies and sold in large quantities within the State, which are aimed at companies that benefit, activate and subsequently sold to other markets. Prices vary depending on the bentonite product quality, purity, function or application, and the type of processing and activation in the ore that was submitted. Considering the expected growth of this sector in the coming years, this study aims to complement existing technology and update data in the literature on bentonite clays of Paraíba State, contributing to technological studies of bentonites from Paraíba conducted in 1976 by Professor Dr. Pérsio de Souza Santos. It is intended to highlight are the properties and uses of these materials after 35 years of studies. To develop this work, we used five types of bentonite clays supplied by the company BENTONISA-Bentonita do Nordeste S.A., For these were the physical and mineralogical characterization. By analyzing the results we achieve some indication for the potential uses of these materials.

As argilas são rochas constituídas por argilominerais e por minerais acessórios, cuja estrutura cristalina permite a adsorção de cátions e ânions conferindo-lhes propriedades físico-químicas particulares. Quimicamente os argilomineriais são formados essencialmente por silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio. As bentonitas apresentam mais de 140 usos industriais, com variações particulares, seja devido ao emprego tecnológico desta argila, seja devido à origem geológica ou à composição mineralógica desta, por isso, sendo consideradas tipos especiais de argilas industriais. O termo bentonita é usado para designar uma argila com alto teor de argila esmectítica. O maior produtor mundial de bentonita são os Estados Unidos representando cerca de um terço do total da produção mundial. No Brasil, os mais importantes jazimentos de bentonitas encontram-se na Paraíba, nos municípios de Boa Vista, Cubati e Pedra Lavrada. A bentonita bruta da Paraíba é lavrada por empresas mineradoras e comercializada em grandes quantidades no próprio Estado, sendo estas destinadas a empresas que as beneficiam, ativam e posteriormente vendem para os demais mercados nacionais. Os preços da bentonita variam em função da qualidade do produto, da pureza, da função ou aplicação, e do tipo do beneficiamento e ativação a que foi submetido o minério. Considerando a expectativa de crescimento desse setor para os próximos anos, este estudo tem como objetivo complementar e atualizar dados tecnológicos existentes na literatura sobre as bentonitas do Estado da Paraíba, contribuindo com estudos tecnológicos das bentonitas da Paraíba realizados em 1976 pelo professor Dr. Pérsio de Souza Santos. Pretende-se evidenciar como estão as propriedades e os usos de 5 argilas da mina Lages após 35 anos de estudos. Para o desenvolvimento deste trabalho utilizaram-se 5 tipos diferentes de bentonitas cedidas pela empresa BENTONISA - Bentonita do Nordeste S.A. Para estas foram realizadas as caracterizações físico-químicas e mineralógicas. Através da análise dos resultados obtidos foi possível realizar algumas indicações para os usos potenciais destes materiais. / The clays are composed of clay minerals and accessory minerals, whose crystal structure allows the adsorption of cations giving them particular physical and chemical properties. Chemically, the argilomineriais are formed mainly of hydrated silicates of aluminum, iron and magnesium. The bentonites are special types of industrial clays because submitting more than 140 industrial uses, with particular variations, whether due to technological employment of clay, is due to the geological origin and the mineralogy of this clay. The term bentonite is used to designate a high clay content of montmorillonite. The world\'s largest producer of bentonite is the United States represents about one-third of total world production. In Brazil, the most important bentonite clay bentonite deposits are found in Paraiba, in the municipalities of Boa Vista, Cubati and Pedra Lavrada. The crude bentonite Paraíba is wrought by mining companies and sold in large quantities within the State, which are aimed at companies that benefit, activate and subsequently sold to other markets. Prices vary depending on the bentonite product quality, purity, function or application, and the type of processing and activation in the ore that was submitted. Considering the expected growth of this sector in the coming years, this study aims to complement existing technology and update data in the literature on bentonite clays of Paraíba State, contributing to technological studies of bentonites from Paraíba conducted in 1976 by Professor Dr. Pérsio de Souza Santos. It is intended to highlight are the properties and uses of these materials after 35 years of studies. To develop this work, we used five types of bentonite clays supplied by the company BENTONISA-Bentonita do Nordeste S.A., For these were the physical and mineralogical characterization. By analyzing the results we achieve some indication for the potential uses of these materials.

A incorporação de materiais pozolânicos ao cimento portland vem assumindo importância crescente na atualidade, permitindo uma redução no seu consumo energético de fabricação e a obtenção de produtos com características tecnológicas diferenciadas, superiores em alguns aspectos aos próprios cimentos não aditivados. A distribuição restrita das cinzas volantes e das pozolanas naturais, aliada à vasta ocorrência de jazimentos argilosos, faz da ativação térmica de argilas uma das opções mais interessantes para a obtenção de pozolanas em nosso país. O presente estudo procura sintetizar parte dos conhecimentos desenvolvidos no campo das pozolanas de argilas calcinadas, bem como contribuir para um melhor conhecimento dos mecanismos de ativação e reação desses materiais. Para este propósito, realizaram-se estudos experimentais visando acompanhar as modificações mineralógicas que ocorrem em diferentes argilominerais, quando submetidos a aquecimento controlado, com posterior caracterização dos materiais calcinados quanto à atividade pozolânica. Atenção especial é dedicada ao reconhecimento e à análise das fases geradas a partir da reação pozolânica envolvendo argilas calcinadas e hidróxido de cálcio e, adicionalmente, ao estudo dos fatores que controlam a qualidade e reatividade dessas pozolanas. A ativação térmica promove a perda da água de cristalização dos argilominerais e a formação de um material atomicamente desarranjado, com alto grau de desordem cristalina. O desenvolvimento das propriedades pozolânicas dos materiais argilosos é função, principalmente, da natureza e conteúdo do argilomineral presente, das condições de calcinação e da finura do produto. A atividade pozolânica desses materiais está também limitada pelo conteúdo de fases inertes que ocorrem associadas, como por exemplo o quartzo. As reações pozolânicas envolvendo argilas ativadas termicamente e o hidróxido de cálcio são, em essência, reações de dissolução e formação de novas fases. No meio fortemente alcalino, característico das misturas contendo hidróxido de cálcio, os argilominerais ativados termicamente encontram-se em forte desequilíbrio físico-químico, proporcionando, a nível de superfície das partículas, a dissolução do alumínio e do silício. Numa etapa posterior, e em função da grande disponibilidade de cálcio desse meio, observa-se a formação de aluminatos (carboaluminato e \'C IND.4\'A\'H IND.13\'), silicatos (gel de C-S-H) e alumino-silicatos de cálcio hidratados (\'C IND.2\'AS\'H IND.8\' - gehlenita hidratada). Sob condições de cura acelerada (55 \'GRAUS\' C) pode-se reconhecer a presença de outro aluminato cálcico hidratado (\'C IND.3\'A\'H IND.6\'). A proporção e a seqüência de formação dessas fases dependem da reatividade e do quimismo da pozolana, do tempo de reação e da proporção pozolana/cal adotada. Com o prosseguimento da reação, os produtos que inicialmente ocorrem como uma película sobre as partículas argilosas começam a se desenvolver também nos espaços vazios da amostra, possibilitando um ganho crescente de resistência mecânica. O C-S-H e a gahlenita hidratada aparecem como os principais responsáveis pelo aumento de resistência mecânica das misturas de argila calcinada e hidróxido de cálcio. Os estudos desenvolvidos permitem concluir, também, que as argilas cauliníticas mal cristalizadas são aquelas mais propícias à fabricação de pozolana. A reatividade dos argilominerais cauliníticos está intimamente relacionada com a geração de metacaulinita. As argilas esmectíticas evidenciam um ganho pouco acentuado de reatividade quando ativadas termicamente. A baixa reatividade dos argilominerais esmectíticos dioctaédricos decorre, aparentemente, da manutenção parcial de suas estruturas, mesmo quando esses materiais são calcinados a temperaturas relativamente elevadas. O aspecto expansivo na hidratação e a tonalidade avermelhada do material, após calcinação, constituem igualmente aspectos indesejáveis do ponto de vista tecnológico. As argilas aluminosas, constituídas de misturas de argilominerais cauliníticos e gibsita, mostram-se bastante adequadas ao processo de ativação térmica, possibilitando a obtenção de um material com atividade pozolânica considerável. O maior conteúdo de A\'l IND.2\'\'O IND.3\' dessas argilas confere-lhes entretanto uma maior refratariedade, deslocando o seu ótimo de reatividade para temperaturas mais elevadas. As gibsitas revelam-se totalmente inadequadas para fabricação de pozolanas, tendo em vista as significativas expansões e as baixas resistências mecânicas observadas. Tal fato evidencia, por outro lado, que o teor de Si\'O IND.2\' reativo é de grande importância para o desempenho mecânico das pozolanas. Finalizando, vale ressaltar que além de propiciarem uma visão mais detalhada dos mecanismos de ativação e reação das pozolanas de argilas, os resultados obtidos nesta pesquisa permitem uma seleção mais criteriosa dos materiais argilosos empregados para essa finalidade e, também uma otimização de suas reatividades. / The addition of pozzolanic materials to Portland cement is becoming increasingly important nowadays, permiting a reduction in its manufacturing energy consumption, and the production of cements with differentiated technological characteristics , in many aspects of better quality than those without additions. In Brazil, the limited distribution of fly ashes and natural pozzolans and the widespread occurrence of clay deposits make the thermal activation of clays one of the most interesting choices to obtain high quality pozzolans. This study, apart from being a review of the \"state of the art\", presents contributions for the better understanding of activation and reaction mechanisms in burnt clay pozzolans. Experiments were carried out to follow up the mineralogical changes in different clay minerals, under controlled heating, with characterization of the obtained calcined materials with regard to their pozzolanic activity. Special attention was given to the recognition and analysis of phases produced by reactions involving calcined clays and calcium hydroxide and, additionally, to the understanding of factors that control the quality and reactivity of these pozzolans. The thermal activation leads to loss of clay minerals structural water and the formation of highly disordered material. The development of pozzolanic properties in clays depends chiefly on the nature and abundance of the clay mineral used, on the calcination conditions, and on the fineness of the product. The pozzolanic activity of these materials is limited also by the content of associated inert phases, such as quartz. Pozzolanic reactions between thermally activated clays and calcium hydroxide are essentially reactions of dissolution and formation of new stable phases. In strongly alkaline mixtures, which contain calcium hydroxide, thermally activated clay minerals are under severe disequilibrium, with ensuing dissolution of aluminium and silicium on the particle surfaces. In a further stage, calcium abundance leads to development of aluminates (carboluminate and C4AH13), silicates (C-S-H gel) and hydrated calcium aluminosilicates (C2ASH8 - hydrated gehlenite). Another calcic aluminate (C3AH6) may crystallize under accelerated cure conditions (at 55°C). The formation sequence and ratio of these phases depend on pozzolan reactivity and chemistry, on reaction time and on the adopted pozzolan/lime ratio. As the reaction proceeds, the products, initially occurring as films over clayish particles, start to develop also in the voids of the sample, increasing the mechanical strength of the mixtures. The C-S-H and hydrated gehlenite are the main phases responsible for the mechanical strength of the pozzolan and calcium hydroxide mixtures. It is also shown that poorly crystallized caolinitic clays are the most suitable material for pozzolan production. The reactivity of caolinitic clays is closely related to the generation of metacaolinite. Thermally activated smectitic clays show only a slight reactivity gain. The low reactivity of dioctahedral smectitic clays seems to be related to the partial maintenance of their structure, even when calcined at relatively high temperatures. Its expansiveness, observed during hydration reactions, and the reddish tones of the material after calcination are also technological drawbacks. Aluminous clays, made up of mixtures of caolinitic clay minerals and gibbsite, are quite suitable for thermal activation, allowing the production of a material with considerable pozzolanic activity. Their greater Al2O3 content, however, gives them a higher refractoriness, so that the heating has to be pushed into higher temperatures. Pure gibbsites are completely inadequate for pozzolan production, on account of their significant expansiveness and low mechanical strength after calcination. These facts also show that the reactive SiO2 content is very important for the mechanical performance of the pozzolans. Besides permiting a more detailed view of activation and reaction mechanisms of clay pozzolans, the results obtained by this research permit a better selection of the clays to be used as staring materials and also an improvement in their pozzolanic activities.

A incorporação de materiais pozolânicos ao cimento portland vem assumindo importância crescente na atualidade, permitindo uma redução no seu consumo energético de fabricação e a obtenção de produtos com características tecnológicas diferenciadas, superiores em alguns aspectos aos próprios cimentos não aditivados. A distribuição restrita das cinzas volantes e das pozolanas naturais, aliada à vasta ocorrência de jazimentos argilosos, faz da ativação térmica de argilas uma das opções mais interessantes para a obtenção de pozolanas em nosso país. O presente estudo procura sintetizar parte dos conhecimentos desenvolvidos no campo das pozolanas de argilas calcinadas, bem como contribuir para um melhor conhecimento dos mecanismos de ativação e reação desses materiais. Para este propósito, realizaram-se estudos experimentais visando acompanhar as modificações mineralógicas que ocorrem em diferentes argilominerais, quando submetidos a aquecimento controlado, com posterior caracterização dos materiais calcinados quanto à atividade pozolânica. Atenção especial é dedicada ao reconhecimento e à análise das fases geradas a partir da reação pozolânica envolvendo argilas calcinadas e hidróxido de cálcio e, adicionalmente, ao estudo dos fatores que controlam a qualidade e reatividade dessas pozolanas. A ativação térmica promove a perda da água de cristalização dos argilominerais e a formação de um material atomicamente desarranjado, com alto grau de desordem cristalina. O desenvolvimento das propriedades pozolânicas dos materiais argilosos é função, principalmente, da natureza e conteúdo do argilomineral presente, das condições de calcinação e da finura do produto. A atividade pozolânica desses materiais está também limitada pelo conteúdo de fases inertes que ocorrem associadas, como por exemplo o quartzo. As reações pozolânicas envolvendo argilas ativadas termicamente e o hidróxido de cálcio são, em essência, reações de dissolução e formação de novas fases. No meio fortemente alcalino, característico das misturas contendo hidróxido de cálcio, os argilominerais ativados termicamente encontram-se em forte desequilíbrio físico-químico, proporcionando, a nível de superfície das partículas, a dissolução do alumínio e do silício. Numa etapa posterior, e em função da grande disponibilidade de cálcio desse meio, observa-se a formação de aluminatos (carboaluminato e \'C IND.4\'A\'H IND.13\'), silicatos (gel de C-S-H) e alumino-silicatos de cálcio hidratados (\'C IND.2\'AS\'H IND.8\' - gehlenita hidratada). Sob condições de cura acelerada (55 \'GRAUS\' C) pode-se reconhecer a presença de outro aluminato cálcico hidratado (\'C IND.3\'A\'H IND.6\'). A proporção e a seqüência de formação dessas fases dependem da reatividade e do quimismo da pozolana, do tempo de reação e da proporção pozolana/cal adotada. Com o prosseguimento da reação, os produtos que inicialmente ocorrem como uma película sobre as partículas argilosas começam a se desenvolver também nos espaços vazios da amostra, possibilitando um ganho crescente de resistência mecânica. O C-S-H e a gahlenita hidratada aparecem como os principais responsáveis pelo aumento de resistência mecânica das misturas de argila calcinada e hidróxido de cálcio. Os estudos desenvolvidos permitem concluir, também, que as argilas cauliníticas mal cristalizadas são aquelas mais propícias à fabricação de pozolana. A reatividade dos argilominerais cauliníticos está intimamente relacionada com a geração de metacaulinita. As argilas esmectíticas evidenciam um ganho pouco acentuado de reatividade quando ativadas termicamente. A baixa reatividade dos argilominerais esmectíticos dioctaédricos decorre, aparentemente, da manutenção parcial de suas estruturas, mesmo quando esses materiais são calcinados a temperaturas relativamente elevadas. O aspecto expansivo na hidratação e a tonalidade avermelhada do material, após calcinação, constituem igualmente aspectos indesejáveis do ponto de vista tecnológico. As argilas aluminosas, constituídas de misturas de argilominerais cauliníticos e gibsita, mostram-se bastante adequadas ao processo de ativação térmica, possibilitando a obtenção de um material com atividade pozolânica considerável. O maior conteúdo de A\'l IND.2\'\'O IND.3\' dessas argilas confere-lhes entretanto uma maior refratariedade, deslocando o seu ótimo de reatividade para temperaturas mais elevadas. As gibsitas revelam-se totalmente inadequadas para fabricação de pozolanas, tendo em vista as significativas expansões e as baixas resistências mecânicas observadas. Tal fato evidencia, por outro lado, que o teor de Si\'O IND.2\' reativo é de grande importância para o desempenho mecânico das pozolanas. Finalizando, vale ressaltar que além de propiciarem uma visão mais detalhada dos mecanismos de ativação e reação das pozolanas de argilas, os resultados obtidos nesta pesquisa permitem uma seleção mais criteriosa dos materiais argilosos empregados para essa finalidade e, também uma otimização de suas reatividades. / The addition of pozzolanic materials to Portland cement is becoming increasingly important nowadays, permiting a reduction in its manufacturing energy consumption, and the production of cements with differentiated technological characteristics , in many aspects of better quality than those without additions. In Brazil, the limited distribution of fly ashes and natural pozzolans and the widespread occurrence of clay deposits make the thermal activation of clays one of the most interesting choices to obtain high quality pozzolans. This study, apart from being a review of the \"state of the art\", presents contributions for the better understanding of activation and reaction mechanisms in burnt clay pozzolans. Experiments were carried out to follow up the mineralogical changes in different clay minerals, under controlled heating, with characterization of the obtained calcined materials with regard to their pozzolanic activity. Special attention was given to the recognition and analysis of phases produced by reactions involving calcined clays and calcium hydroxide and, additionally, to the understanding of factors that control the quality and reactivity of these pozzolans. The thermal activation leads to loss of clay minerals structural water and the formation of highly disordered material. The development of pozzolanic properties in clays depends chiefly on the nature and abundance of the clay mineral used, on the calcination conditions, and on the fineness of the product. The pozzolanic activity of these materials is limited also by the content of associated inert phases, such as quartz. Pozzolanic reactions between thermally activated clays and calcium hydroxide are essentially reactions of dissolution and formation of new stable phases. In strongly alkaline mixtures, which contain calcium hydroxide, thermally activated clay minerals are under severe disequilibrium, with ensuing dissolution of aluminium and silicium on the particle surfaces. In a further stage, calcium abundance leads to development of aluminates (carboluminate and C4AH13), silicates (C-S-H gel) and hydrated calcium aluminosilicates (C2ASH8 - hydrated gehlenite). Another calcic aluminate (C3AH6) may crystallize under accelerated cure conditions (at 55°C). The formation sequence and ratio of these phases depend on pozzolan reactivity and chemistry, on reaction time and on the adopted pozzolan/lime ratio. As the reaction proceeds, the products, initially occurring as films over clayish particles, start to develop also in the voids of the sample, increasing the mechanical strength of the mixtures. The C-S-H and hydrated gehlenite are the main phases responsible for the mechanical strength of the pozzolan and calcium hydroxide mixtures. It is also shown that poorly crystallized caolinitic clays are the most suitable material for pozzolan production. The reactivity of caolinitic clays is closely related to the generation of metacaolinite. Thermally activated smectitic clays show only a slight reactivity gain. The low reactivity of dioctahedral smectitic clays seems to be related to the partial maintenance of their structure, even when calcined at relatively high temperatures. Its expansiveness, observed during hydration reactions, and the reddish tones of the material after calcination are also technological drawbacks. Aluminous clays, made up of mixtures of caolinitic clay minerals and gibbsite, are quite suitable for thermal activation, allowing the production of a material with considerable pozzolanic activity. Their greater Al2O3 content, however, gives them a higher refractoriness, so that the heating has to be pushed into higher temperatures. Pure gibbsites are completely inadequate for pozzolan production, on account of their significant expansiveness and low mechanical strength after calcination. These facts also show that the reactive SiO2 content is very important for the mechanical performance of the pozzolans. Besides permiting a more detailed view of activation and reaction mechanisms of clay pozzolans, the results obtained by this research permit a better selection of the clays to be used as staring materials and also an improvement in their pozzolanic activities.