UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO No
200
MAX LÂNIO LACERDA
ESTUDO DA ARGILA POZOLÂNICA UTILIZADA NA PRODUÇÃO DE CIMENTO: ÁREA BONSUCESSO – REGIÃO DE PLANALTINA-DF
Data da defesa: 19/11/2005
Área de concentração: Geologia Regional
Orientador: Prof. Carlos José Souza de Alvarenga (UnB)
Banca de examinadores: Profa. Edi Mendes Guimarães (UnB); Prof. Jorge
Kazuo Yamamoto – (USP)
Palavras Chaves: Pozolana, Caulinita, Intemperismo
RESUMO
A dissertação de mestrado aqui apresentada tem
por principal objetivo comparar os métodos utilizados para estudar o perfil
Bonsucesso, verificar a aplicação de cada um deles e compreender e identificar a
gênese da caulinita que ocorre no perfil estudado.
A mina Bonsucesso a nordeste do Distrito Federal foi estudada por
diferentes métodos que incluem: difratometria de raios-X, análises químicas,
microscopia eletrônica de varredura, microscopia ótica, análises físicas de
medição de resistência mecânica de corpos-de-prova, análises químicas baseadas
na combinação do hidróxido de cálcio com a pozolana e critérios de cor.
Os resultados permitiram identificar o perfil Bonsucesso como
produto de intemperismo a partir de rochas metassedimentares. A caulinita é a
fase mineral responsável pela atividade pozolânica da argila e pelo processo de
“esbranquecimento” do perfil em direção ao topo. É formada inicialmente no
saprolito a partir de ilita detrítica, produzindo o politipo 1Md e
transforma-se no politipo 1A no solum.
A intemperização de Bonsucesso configura um processo de intemperismo
químico por hidrólise típico de clima intratropical. O processo de
caulinitazação possivelmente continua ocorrendo no presente.
A argila da mina Bonsucesso se torna pozolânica por calcinação a 800
°C por 30 minutos e o pacote formado pelo minério possui 15m de espessura de
pozolanas de boa qualidade, apresentando resultados de resistência mecânica com
o hidróxido de cálcio de 16 MPa e de 69% da resistência mecânica do cimento de
referência.
O método físico, índice de atividade pozolânica da argila calcinada
+ hidróxido de cálcio, é o único método conclusivo acerca da pozolanicidade das
argilas. Deve ser combinado com a verificação de cor da argila calcinada para
confirmar a viabilidade do uso industrial da pozolana.
Os métodos baseados em critérios geológicos ou mineralógicos ou
químicos ou de densidade, cada um combinado com os parâmetros de cor, podem
substituir o método combinado do índice de atividade pozolânica + cor no
controle de lavra e, na prospecção de áreas de mineralogia similar a de
Bonsucesso.
UNIVERSITY OF BRASILIA- INSTITUTE OF GEOSCIENCES
MSc THESIS No 200
MAX LÂNIO LACERDA
STUDY OF POZZOLANIC CLAY USED IN CEMENT PRODUCTION: BONSUCESSO AREA –PLANALTINA REGION - DF
Date of oral presentation: 19/11/2005
Topic of the thesis: Regional Geology
Adviser: Prof. Carlos José Souza de Alvarenga (UnB)
Commitee: Profa. Edi Mendes Guimarães (UnB); Prof. Jorge Kazuo Yamamoto –
(USP)
Key Words: Pozzolan, Kaolinite, Weathering
ABSTRACT
The main
objective of this master thesis was to compare the methods used in order to
understand the Bonsucesso profile, to verify the utilization of each of them and
to understand and to identify the kaolinite genesis that occurs in the studied
profile.
The Bonsucesso quarry is located in the northeast of the Distrito Federal and
was studied by different methods that include: X-ray diffraction, chemical
analyses, scanning electron microscope, petrographic microscopy, physical
analyses of mechanical performance, chemical analyses of Ca(OH)2 with
pozzolan and color criteria.
The results has allowed identifying the Bonsucesso profile as a product of
weathering from metasedimentary rocks. The kaolinite is the mineral phases
responsible to provide the pozzolanic activity of the clay and also is
responsible to turn the profile more “white” in direction to the top. It is
formed first in the saprolite from the detritic ilite, producting the 1Md
politipe. After that the 1Md politipe changes into 1A politipe in the solum.
The weathering process of Bonsucesso configures a chemical weathering by
hydrolysis very common in intratropical climate. The kaolinitization process is
believed to keep going on the present day.
The Bonsucesso clay becomes pozzolanic by calcination at 800 °C to 30 minutes
and the layer of ore is 15 meters thickness, consisting of a good quality
pozzolan. It exhibits compressive strengths with Ca(OH)2 of 16 MPa
and 69% of the compressive strengths of the compared cement.
The physical method – index of pozzolanic activity of the calcined clay + Ca(OH)2
– is the only conclusive method to confirm the pozzolanic properties of the
clays. In order to confirm the viability to industrial use of the pozzolan this
method must be used combined with the color criteria.
The methods supported by geologic or mineralogical or chemical or density
criteria, each one agreement with the color parameters, may substitute the index
of pozzolanic activity combined with color criteria in the quarry control and in
the prospection of similar areas in mineralogy to Bonsucesso.