Study of the rheological and microstructural properties of a geopolymer binder based on fly ash

Resumo Os geopolímeros figuram como uma alternativa potencial aos ligantes de cimento Portland em algumas aplicações. Contudo, existem muitas lacunas de pesquisa a serem preenchidas dentro dessa temática. Assim, este estudo teve como objetivo investigar as propriedades reológicas e mecânicas de pastas geopoliméricas à base de cinza volante Classe F ativadas por uma solução de NaOH e Na2SiO3, com relações ativador/precursor de 0,5, 0,6 e 0,7, em massa. Além disso, foram realizadas análises microestruturais e químicas. As propriedades reológicas foram determinadas a partir de ensaios de fluxo com taxas de cisalhamento variando de 0 s-1 a 100 s-1 a 25 ºC. A análise mecânica foi realizada a partir de ensaios de resistência à compressão simples nas pastas endurecidas. Os resultados de resistência à compressão simples indicaram melhores valores para menores relações de ativador/precursor. Nos ensaios de fluxo, o material comportou-se como um fluido pseudoplástico e, com o aumento da relação ativador/precursor, houve redução dos valores de viscosidade aparente. Assim, avaliando-se os resultados mecânicos e reológicos, percebeu-se que a pasta que apresentou melhores propriedades foi a de relação ativador/precursor 0,6. Abstract Geopolymers are a potential alternative substitute for Portland cement binders in some applications. However, there are many unexplored research topics to be conducted on this subject. Thus, this study aimed to investigate the rheological and mechanical properties of geopolymer pastes based on Class F fly ash activated by a solution of NaOH and Na 2 SiO 3 , with activator/precursor ratios of 0.5, 0.6 and 0.7, by mass. Furthermore, microstructural and chemical analyses. Rheological properties were determined from flow tests with shear rates between 0 s -1 and 100 s -1 at 25°C. Mechanical analysis was performed from simple compressive strength tests on the hardened pastes. The results of simple compression indicated better strength values for lower activator/precursor ratios. In flow tests, the material behaved as a pseudoplastic fluid, and, with the increase of the activator/precursor ratio, there was a reduction of apparent viscosity values. Therefore, by evaluating the mechanical and rheological results, it was noticed that the paste that presented the best properties was the one with activator/precursor ratio 0.6.