Characterisation of magnesium oxysulphate (MOS) cement pastes produced with MgO extracted from magnesium silicate rocks (2024)
- Authors:
- Autor USP: FREITAS, TAÍS OLIVEIRA GONÇALVES - FZEA
- Unidade: FZEA
- Sigla do Departamento: ZEB
- DOI: 10.11606/T.74.2024.tde-01042025-085828
- Subjects: CIMENTO; SILICATOS; MAGNÉSIO
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A indústria da construção civil enfrenta o desafio de reduzir sua pegada ambiental enquanto fornece infraestrutura essencial nos países em desenvolvimento. O cimento Portland é responsável por cerca de 8% das emissões globais de CO2 antropogênico. Embora não seja possível substituir totalmente o cimento Portland, grandes esforços estão sendo feitos globalmente para mitigar seu impacto ambiental. Uma alternativa promissora é o desenvolvimento de novos ligantes, como os cimentos magnesianos, cuja principal matéria-prima é o óxido de magnésio (MgO). O MgO é produzido principalmente pela calcinação da magnesita (MgCO3) ou extraído de rochas de silicato de magnésio hidratadas, usando dissolução alcalina ou lixiviação ácida, que permitem a produção de Mg(OH)2 sem liberar CO2, oferecendo uma alternativa sustentável. O cimento de oxisulfato de magnésio (MOS) é conhecido por suas boas propriedades, como resistência ao fogo, baixa densidade e baixa condutividade térmica, e é produzido a partir de uma mistura de MgO com uma solução aquosa de sulfato de magnésio (MgSO4) e ácidos fracos. A maioria dos estudos sobre cimentos MOS utiliza MgO obtido pela calcinação da magnesita, mas a influência do uso de MgO obtido a partir de Mg(OH)2 extraído de rochas de silicato de magnésio ainda não foi estudada. Este estudo visa preencher essa lacuna, avaliando o impacto do MgO obtido pela calcinação do Mg(OH)2 nas reações de hidratação de cimentos MOS. Na primeira etapa, foram estudadas três formulações de cimento MOS produzido com MgO obtido a partir de Mg(OH)2 de pureza analítica, para determinar a melhor relação molar MgO. As pastas apresentaram um processo complexo de formação de fases, com as de menor relação molar apresentando melhor comportamento mecânico devido às melhores proporções de fases estáveis aos 7 e 28 dias, enquanto maiores relaçõesmolares de MgO/MgSO4 influenciaram na formação de Mg(OH)2, reduzindo a resistência da pasta. Na segunda etapa, a formulação de melhor desempenho foi adotada para desenvolver pastas de cimentos MOS com MgO obtido de rochas de silicato de magnésio hidratadas. As pastas foram avaliadas a 6 horas, 1, 3, 7 e 28 dias, determinando-se as propriedades físicas, mecânicas e microestruturais. Embora houvesse modificação na cinética de hidratação e surgimento de novos produtos de hidratação na microestrutura devido às impurezas do processo de obtenção da matéria-prima, a maior variação nas propriedades físicas e mecânicas foi observada somente nas primeiras 6 horas. A pasta de cimento produzida com MgO extraída das rochas de silicato de magnésio hidratou mais rapidamente devido à sua maior área de superfície específica, atingindo 50% de hidratação em menos tempo e proporcionando uma resistência à compressão superior nas primeiras 6 horas. Ambas as pastas atingiram valores maiores que 22 MPa em 1 dia de análise, mostrando potencial para aplicações que requerem uma hidratação rápida. Aos 28 dias, as pastas apresentaram boa resistência mecânica (em torno de 56 MPa), o que as torna adequadas para diferentes tipos de aplicação como materiais de construção, devido à sua baixa alcalinidade, baixa densidade e elevada porosidade, podendo ser adequada, por exemplo, para compósitos reforçados com fibras vegetais
- Imprenta:
- Publisher place: Pirassununga
- Date published: 2024
- Data da defesa: 05.09.2024
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
FREITAS, Taís Oliveira Gonçalves. Characterisation of magnesium oxysulphate (MOS) cement pastes produced with MgO extracted from magnesium silicate rocks. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Pirassununga, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-01042025-085828/. Acesso em: 30 dez. 2025. -
APA
Freitas, T. O. G. (2024). Characterisation of magnesium oxysulphate (MOS) cement pastes produced with MgO extracted from magnesium silicate rocks (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Pirassununga. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-01042025-085828/ -
NLM
Freitas TOG. Characterisation of magnesium oxysulphate (MOS) cement pastes produced with MgO extracted from magnesium silicate rocks [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 30 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-01042025-085828/ -
Vancouver
Freitas TOG. Characterisation of magnesium oxysulphate (MOS) cement pastes produced with MgO extracted from magnesium silicate rocks [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 30 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-01042025-085828/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.74.2024.tde-01042025-085828 (Fonte: oaDOI API)
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
