Química macromolecular do metacaulim MK-750 · (MK-750) com silicato solúvel ... (praticamente 40%) e SiO 2 ... Tabela 6.2: Variação da composição da argila caulinítica

Este curso segue as diversas mudanças estruturais do mineral caulinita em metacaulim e suas implicações nos mecanismos de geopolimerização. Descreve:

• Mecanismo de desidroxilação da caulinita;

• Mecanismo químico das moléculas de ortossialato;

• Cinética, ataque químico, reação exotérmica;

• Formação de estruturas geopoliméricas à base de Na: nefelina, albita, phillipsita;

• Formação de estruturas geopoliméricas à base de K: kalsilita, leucita.

Após a conclusão deste curso você será capaz de:

• Descreveraidentificaçãoeoestudodematérias-primascomoometacaulimparaprecursoresgeopoliméricoscom métodos instrumentais selecionados;

• Identif icar o mecanismo de reação de monômeros, oligômeros a polímeros, cinética e parâmetros de geopolimerização.

Química macromolecular do metacaulim MK-750

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Química macromolecular do metacaulim MK-750e geopolímeros afins com Si:Al = 1:3

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O curso número 6 é dedicado a um dos mais impor tantes precursores do geopol ímero: o metacaulim. Nós estudaremos a química macromolecular do metacaulim e os geopolímeros relacionados que são produzidos com ele com razão Si:Al entre 1, 2 e 3.

Foi em 1977 que eu descobri as reatividades e possibilidades mais importantes do metacaulim.

O metacaulim é o resultado da desidroxilação da caulinita (Figura 6.1), que produz o metacaulim, que consiste num óxido de aluminossilicato, escrito (Si2O5, Al2O2) ao invés de Al2O3, pois o Al2O2 evidencia o fato de que é o óxido que está reagindo.

Primeira resina polimérica mineral

Em 1978 eu inventei a primeira resina polimérica

mineral, que resultou da reação do metacaulim (MK-750)comsilicatosolúvel,eobtivemosanossaprimeira resina geopolimérica.

Com essa resina geopolimérica fomos capazes de produzir vários produtos arquitetônicos e aplicações industriais.

Amatéria-prima inicial é a caulinita que tem acomposição apresentada na Tabela 6.1. Ela é formada essencialmente por Al2O3 (praticamente 40%) e SiO2 (44%), e o resto são realmente asimpurezas, e isso pode variar de uma caulinita para outra, dependendo da qualidade do resultado geológico.

Duranteacalcinaçãoa750°C,háumaumentodotamanho do grão do metacaulim, como pode ser vistonaTabela6.1,acaulinitatem66%departículascom menos de 3 mícrons, para o metacaulim é de 40%.

Figura 6.1

Figura 6.2

Figura 6.3

Tabela 6.1



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Isso é mais detalhado no gráfico que mostra a distribuição do tamanho das partículas em porcentagem (Figura 6.4). Vemos que 50% dacaulinita tem uma granulometria que é menor que 2 mícrons, para o metacaulim a granulometria é menor que 4 mícrons.

O metacaul im é consequentemente mais recomendado que a caulinita quando se trata de granulometria.

No passado, a estrutura molecular da caulinita e do metacaulim era representada dessa forma:

Figura 6.4 - Distribuição do tamanho de partículas e o resultante MK-750

Temos a camada tetraédrica, camada octaédrica de gibbsita para a caulinita, e o metacaulim foi escrito com esse tipo de estrutura que mostra o

Figura 6.5

alumínio em coordenação 4 com o oxigênio, e de fato foi interpretada a transformação da caulinita em metacaulim, como simplesmente a transformação do alumínio em coordenação 6 na caulinita em alumínio em coordenação 4 no metacaulim.

Então, em 1985, Kenneth Mackenzie, da Nova Zelândia, utilizou a espectroscopia de ressonância magnética nuclear para estudar a estrutura do metacaulim.

Com o espectro do Si (Figura 6.6), que mostrou a espécie Q4(1Al) do metacaulim, ele fez uma descoberta: uma nova sequência, uma nova espécie, que ele chamou de alumínio pentavalente, o qual parece representar a parte principal da estrutura do metacaulim.

Isso foi uma grande surpresa e gerou grandes discussões dentro da comunidade científica, porque só existem dois minerais com o especial alumínio pentacoordenado, a andaluzia, que é um aluminossilicato, e o metacaulim.

Figura 6.6

NaFigura6.7, o espectroRMN-RAMdo 27Al para acaulinitapura(20°C),contémumaressonânciaem0 ppm característica doAl em coordenação



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Figura 6.7 - Espectro RMN-RAM do 27Al de amostras de caulinita tratadas em diferentes temperaturas, com números de coordenação IV, V, VI.

Figura 6.8 - Variação da RMN do Al com temperatura e tempo

Se mantivermos a temperatura constante, por exemplo,a500°C,vemosquelevatempoparaobteressas novas espécies de alumínio hexacoordenado (Figura 6.8). Após uma hora a 500°C, temospraticamente somente alumínio VI; depois de três horas,começamosadescobrir IVeVeapós150horasobtemos20%deAl(IV),30%deAl(V) e ainda 50%deAl(VI). Então a produção de um metacaulim reativo, com principalmente alumínio pentavalente, requer temperaturas mais altas.

Mecanismo de desidroxilação da caulinita em MK-750

Estudaremos agora o mecanismo de desidroxilação do caulim para entender a estrutura muito especial do alumínio (Al(IV), Al(V) e Al(VI)).

Iniciaremos com a representação da caulinita, a estrutura que prefiro é a apresentada na Figura6.9,oalumínioétrivalenteetemosumdi-hidroxilcombinado com um alumínio.

octaédrica (VI). Quando a amostra é aquecida, a intensidadedestalinhadiminuiaté980°C,edepoisaumentanovamentepara1055°C(transformaçãopara mulita). Em temperaturas médias superiores a400°C,queéduranteasfasesdedesidroxilaçãodacaulinita,duasnovas linhasaparecemem55-60ppmatribuídoaoAl em coordenação (IV) e em 25-30ppmatribuídoaoAl em coordenação (V). A intensidade da linha (V) aumenta com a temperatura de450°Ca850°Cedesaparecea980°C.Alinha(IV) permanece com a mesma intensidade.

Figura 6.9: Caulinita.

Teremos dois casos para o mecanismo de desidroxilação, o primeiro que eu chamei de desidroxilação intra-hidroxil (Figura 6.10), queocorre entre os dois grupos de OH, que pertencem ao mesmo átomo de alumínio. E você observa que, a desidroxilação produz água e o que sobra é um oxigênio individual e escrevemos os resultados da seguinte forma, Si-O-Al=O; isso é o que eu chamei desequênciassiloxo-alumoxil,etemcoordenaçãoV.



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Nós vemos na Figura 6.11, o siloxo, o alumínio, queérodeadopor5oxigênios.Estaéadefiniçãode pentacoordenação, que tem cinco oxigênios localizados em torno de um alumínio, mas isso não diz nada sobre a reatividade, porque a reatividade química deste tipo de metacaulim depende especialmente do grupo reativo Si-O-Al=O.

Osegundocasoéchamadodedesidroxilaçãointer-hidroxil (Figura 6.12). Acontece entre dois grupos de hidroxilas, que pertencem a dois alumínios vizinhos, há a produção de água e a criação de uma sequência de óxido de alumínio Al-O-Al.

Nós vimos que 50%das principais espécies dealumínio pertecem ao alumínio V; 25% para oalumínioIVe25%paraoalumínioVI.

Então por que nós temos o alumínio VI?

Figura 6.10 - Intradesidroxilação da caulinita

Figura 6.11

Figura 6.12 - Interdesidroxilação da caulinita

Figura 6.13

Figura 6.14

Nós sabemos que a desidroxilação não é completa, e podemos ter por exemplo, a desidroxilação entre dois alumínios vizinhos, mas alguns dos hidróxidos podem não ser atacados pelo calor, podem não participar de toda a desidroxilação, produzindo a sequência trivalente, Al-O-Al-OH, tem coordenação VI como ilustrado na Figura 6.15. Nós temos o alumínio que ainda possui seus dois grupos de hidroxil e a coordenação para o alumínio é 6 e temos a sequência OH-Al-O-Al-O-OH.

A Figura 6.13 mostra o resultado entre o Al em coordenação IV e os oxigênios numerados de 1 a 4. Um obtém três ligações covalentes entre Al e oxigênio (nº 1, nº 3 e nº 4), e uma ligação Van der Waals entre o Aleoxigênio (n°2)encontradanosialato (sequência Si-O-Al).

Figura 6.15



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Sequências covalentes do MK-750

Entãopodemosafirmarquetemostrêssequênciascovalentes para o metacaulim, que estão relacionadas aos três números de coordenação:

• Intradesidroxilação Si-O-Al=O Al(V)

• Interdesidroxilação Al-O-Al-O Al(IV)

• Interdesidroxilação Al-O-Al-OH Al(VI)

A primeira é o resultado da intradesidroxilação e produz Si-O-Al=O,istoéasequênciasiloxo-alumoxilAl(V); a segunda a interdesidroxilação produzindo a sequência de óxido de alumínio, Al-O-Al-O, isto é Al(IV); e a mesma interdesidroxilação produz também Al-O-Al-OH, hidróxido de alumínio, com Al(VI).

Torna-seóbvioque cadaumadessas sequênciasreagirá de forma diferente durante a geopolimerização, uma seria mais reativa que a outra; de um ponto de vista puramente químico, suspeitamos que a de dupla ligação seja mais reativa.

Reatividade do MK-750Geopolimerização com silicatos alcalinos polissiloxossialato Si:Al=2

Vamos testar a reatividade deixando o metacaulim reagir com silicatos alcalinos para produzir o polissiloxossialato com relação molar Si:Al igual a 2. Para estudar a reatividade usamos a exotermicidade da reação.

Obtemos essa reação (Figura 6.16) misturando esses componentes: metacaulim, silicato de potássio com razão molar de 1,23 e a água, e deixando endurecer emumfornoa80°C.Medimosatemperaturadoelemento reativo e comparamos com a temperatura de uma amostra de controle. Observamos que, após 25 minutos, temos um aumento muito grande na temperatura, chamado de exotermicidade.

Figura 6.16

Nós programamos um termógrafo para três diferentes temperaturas de cura, 85°C, 60°C e40°C.NaFigura6.17, opicoexotérmicoa85°Catinge115°Capós45minutos.Comcuraa90°C,opicoexotérmicodesenvolve100°Capós1horae30minutos;comcuraa40°C,aamostranecessitade3horase30minutosparaumpicoa70°C.

A velocidade e intensidade da policondensação exotérmica e o tempo de pega são em função das condições de cura, como mostrado na Figura 6.17. O ponto de inflexão “S” marca o início do endurecimento. A água é expulsa da estrutura tridimensional e condensa na interface entre o molde e o geopolímero.

Figura 6.17

Agora vamos comparar diversos tipos de caulinita



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para ver a quantidade de caulim que é encontrada nas diferentes argilas. Encontramos reatividades diferentes, que forneceram informações para nosso estudo. Na Tabela 6.2 temos três caulinitas:

• caulinitaA(94%decaulinita,quartzoemuscovita);

• caulinitaB (92%de caulinita,montmorilonita,anastase e quartzo);

• caulinitaC(33%decaulinita,quartzo,muscovitaepirofilita).

Tabela 6.2: Variação da composição da argila caulinítica.

A caulinita A e B são praticamente idênticas. Temos a composição da caulinita, temos a perda por ignição de 13,25 que mostra uma alta quantidade nas caulinitas A e B e a caulinita C baixa perda por ignição. O metacaulim A e B são praticamente idênticos e o metacaulim C tem pouco Al2O3.

Se realizarmos a cura, para os metacaulins A e B (com alta exotermicidade) temos curvas similiares, e para o metacaulim C devemos esperar o tipo de curva apresentado na Figura 6.18, pois tem somente 33%decaulinita,podemosverquetemamesmaexotermicidade, mas com menor intensidade.

Figura 6.18

Mas isso não é o que obtemos, nós obtemos esse sistema de exotermicidade (Figura 6.19).

Figura 6.19

ParaoMK-750Copicoexotérmicoéa90°Capós50minutos.Elenãosótemmenorexotermicidade,mas reage muito mais lentamente.

Assim nós mostramos que há caulinitas diferentes, reatividades diferentes, que podemos estudar com o desenvolvimento da exotermicidade durante o endurecimento.

Nós podemos agora seguir mais precisamente na Figura6.20; essasduas sequências exotérmicasmedindo as diferenças entre as temperaturas da amostra e do material de controle.

Temos a “exotherm 1” e a “exotherm 2”, precisamos tentar determinar qual exotermicidade pertence a qual material e a qual sequência.

Figura 6.20

Para observar isso usaremos outro método, mediremos o endurecimento em porcentagem,



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usando um penetrômetro (Figura 6.21). Vemos que o endurecimentoécompleto(100%)quandoaamostraéduraeserealizarmosacuraa80°C.

Variando as espécies de silicato solúvel pela relação SiO2:K2O, temos:

• SiO2:K2O=1,23, endurecimento completo depois de uma hora;

• SiO2:K2O=1,83, endurecimento completo depois de 4 horas;

• SiO2:K2O=1,96, endurecimento completo após 4 horas;

• SiO2:K2O>2, precisamos de mais tempo, mais de 4horaspararazãode2,08,epara2,24e2,43não sabemos se vai endurecer.

Figura 6.21: Gráfico da cura em função da RM SiO2:K2O.

Nós podemos seguir a variação da evolução do Al(VI), Al(IV) e Al(V) na transformação da caulinita em metacaulim. Aqui escolheremos um sistema fraco, SiO2:K2O=2,08(nóssabemospeloprimeiroestudo que precisa de mais tempo para endurecer) (Figura 6.22).

Vemos na Figura 6.22 o tempo de endurecimento para o metacaulim produzido em diferentes temperaturas de calcinação:

Figura 6.22

• 650°C,endurecedepoisde3horas;• 600°C,endurecedepoisde4horas;

Podemos acompanhar a transformação entre Al(VI) e a produção de Al(IV) e Al(V) com o aumento da temperatura, então temos aqui a primeira relação entre Al(V) e Al(IV) e o endurecimento, quanto mais Al(V) e Al(IV), mais rápido o endurecimento.

Podemos agora comparar a calcinação de dois itens, metacaulim e chamote (Figura 6.23), e ver se o metacaulim que é formado essencialmente por Al(V), é mais reativo que o chamote, que é composto principalmente por Al(IV). Podemos comparar, a reatividade da espécie Al(V), alumínio em ligação dupla com o oxigênio, com a sequência Al(IV), Al-O-Al-O, a sequência de óxido de alumínio.

Nós medimos o tempo de endurecimento para o metacaulim (750°C),que temgrandequantidadede Al(V), endurecimento em uma hora e o chamote, com alta quantidade de Al(IV), o endurecimento não é completo mesmo após 4 horas. Temos aqui a prova que é o Al(V) que fornece alta reatividade, rápida reatividade e endurecimento rápido. Quanto



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Figura 6.23

Figura 6.24

Mecanismo de reação da geopolimerização com MK-750

Agora somos capazes de estudar o mecanismo de reação da geopolimerização com o metacaulim, porque entendemos que temos diferentes graus de reatividade, diferentes sequências, que

Nós podemos nomear cada efeito exotérmico, que medimos durante a geopolimerização, “exotherm 1” é designada para O-Al=O, o alumoxil, ligação dupla, super-reativo,ea“exotherm2”édesignadaaoAl-O-Al-O, óxido de alumínio tetracoordenado.

ao Al(IV) precisa de mais tempo para a reação e para a geopolimerização.

produziram diferentes tempos de endurecimento, diferentes geopolimerizações, e talvez diferentes estruturas geopoliméricas.

Vamos considerar esse geopolímero, polissiloxo Si:Al=2 (Tabela 6.3). Um dos meus estudantes de PhD fez a seguinte experiência: ele aqueceu o geopolímero que obteve a uma temperatura acima de500°CparadiminuiropH;elequeriaobterpHde 7, que é o que obtemos a essa temperatura, para aplicações em biomateriais.

A sua estrutura química é NaAlSi2O6, que é o polissiloxossialato de sódio.

Mesmoa700°Cosistemanãomudou.Analisamosem microscópio eletrônico e para todas as três análises obtemos a mesma distribuição, que é Si:Al=2.

Tabela 6.3

Ele continuou a estudar e fez a difração de raios X para o material, e obteve duas fases principais (50/50):

1) Nefelina NaAlSiO4 Si:Al = 1

2) Albita NaAlSi3O8 Si:Al = 3

Ela não obteve Si:Al=2. Então a suposta relação Si:Al=2 não estava correta.

De fato nós tínhamos uma solução sólida de dois



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Figura 6.25

E se quisermos descobrir o que acontece quando colocamos essas partículas em uma solução alcalina

geopolímeros diferentes, se analisarmos a fórmula bruta para Si:Al = 2 para o polissiloxossialato é uma solução sólida de 2 espécies:

• 50%Si:Al = 1, polissialato de sódio, estrutura do tipo nefelina;

• 50%Si:Al = 3, polidissiloxossialato, estrutura do tipo albita.

De fato se obtivermos outro geopolímero com razão Si:Al = 1,5, nós podemos sugerir uma solução sólida compreendendo:

• 66%deSi:Al = 1;

• 33%deSi:Al = 3.

Isso é o que de fato as pessoas estão obtendo quando aquecem o material geopolimérico, que temestasdiferentesrelações,até500°C,primeirovemos a transformação em nefelina, que é Si:Al=1.

Por que nós temos a formação dessas duas estruturas muitoespecíficasaoinvésdeSi:Al=2? Isso ocorre devido a estrutura macroscópica do metacaulim. De fato nós temos camadas de partículas que são formadas por camadas sucessivas de planos de polissiloxo (Figura 6.25).

(Figura 6.26), temos então, dois casos:

1) cada camada é empilhada, portanto os espaços para entrada são muito pequenos, só há lugar para pequenos cátions, como o sódio e o potássio, ou pequenos ânions, como o OH e não pode haver nenhuma outra espécie química que possa entrar entre as camadas. Então, temos aqui somente a reação envolvendo o sistema Si:Al com NaOH e KOH.

2) Ao contrário, nas bordas e nas superfícies externas das partículas, teremos a reação com NaOH e KOH, mas também temos o silicato solúvel, porque eles têmespaçosuficienteparaparticiparemdareação.Podem se mover entre as partículas da solução.

Figura 6.26

Nós temos dois sistemas de reações diferentes, que produzirão duas estruturas diferentes, e isso se torna óbvio se você lembrar do curso número 5, quando descobrimos que as moléculas de siloxonato de sódio em solução, que são as moléculas do silicato de sódio solúvel; podem ter dimensões muito grandes como os tetrâmeros, pentâmeros e hexâmeros (Figura 6.27), são grandes em volume e não podem entrar entre as camadas, não há lugar para eles, então, o único lugar que eles podem reagir são, obviamente, somente nas bordas e na superfície, entre as partículas.



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Figura 6.27: Moléculas de Na-siloxonato em solução.

Se você lembrar, vimos a transformação do silicato de sódio sólido (Figura 6.28), RM=2, de estruturas grandes em moléculas menores, através da dissolução em autoclave, mas mesmos as moléculas menores são grandes demais para entrar entre as camadas.

Figura 6.28

A geopolimerização que nós medimos foi realizada comrazãomolarde1,82,quepodeserconfiguradadesta forma, com as espécies 5 Q0, 25 Q1,60Q2e10Q3,entãovemosquetemos70%deciclosdegrandesmoléculas solúveis, espécies Q2 e Q3.

MK-750 + Na silicate solution with MR = 1,825Q0, 25Q1, 60Q2, 10Q3

exotermicidadeQ3 ==> Q2 ==> Q1 ==> Q0

Ainda, pelo fato de termos essa reação exotérmica; devido a esse aquecimento, podemos supor que grandes espécies de Q2 e Q3 são transformados em menores de Q1 e Q0, portanto durante a geopolimerização nós teremos de fato a transformação de Q3 e Q2 em Q1 e Q0, e esses Q1 e Q0 serão capazes de reagir completamente nas bordas e superfícies das partículas.

Mecanismo de reação com NaOH, KOHFormação do ortossialato

+NaO(OH)2-Si-O-Al-(OH)3

Isso nos leva a estudar dois mecanismos de reação: primeiro com o NaOH e KOH, que ocorre entre as camadas com a formação do ortossialato (molécula da primeira etapa da geopolimerização).

No caso da sequência de alumoxil (Figura 6.29) encontrado entre as camadas, temos a seguinte reação: a alcalinização, a produção de hidróxido de alumínio, com o sódio sendo combinado com o oxigênio, o sódio protegerá a sequência Si-O-Al contra qualquer ataque posterior. Então se nós aumentarmos a alcalinização, o silício roubará um elétron se transformando em uma espécie pentavalente; que é instável, e fornecendo um elétron para atacar o oxigênio, obtendo a quebra da ligação da cadeia siloxo, e continuando com a produção da molécula da primeira etapa que termina com a formação do ortossialato solúvel.

Figura 6.29



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Figura 6.29 (cont.)

Com as duas outras espécies, Al(IV) e Al(VI) com a sequência Al-O-Al-OH, temos a primeira etapa que é a alcalinização, a formação do hidróxido de alumínio (com o mesmo sódio protegendo o oxigênio de ataque posterior), a quebra do siloxo, como para o alumoxil, nós temos a formação do ortossialato (Figura6.30).

Figura 6.30

Este ortossialato será então usado na produção da primeira estrutura, a estrutura da nefelina (Si:Al=1) (Figura 6.31).

Figura 6.31

Figura 6.32

Geopolimerização do ortossialato com Na2O-siloxonatos

A segunda reação envolve a adição de siloxonatos como as espécies Q1, Q2 e Q3 e nós obtemos a segunda estrutura, a albita (Si:Al=3). E para conseguirobtê-la,devemosadmitiraseguintereação(Figura 6.33).

Figura 6.33

A policondensação do ortossialato é ilustrada na Figura 6.32. Temos três moléculas de ortossialato

que policondensam através de Na+ e OH, e temos a condensação nessa estrutura. Porém, temos tambémaproduçãodeNaOH,oquesignificaqueneste caso podemos considerar que esse álcali (sódio) está trabalhando como um catalisador. Não é usado completamente durante a geopolimerização, somente a parte que é usada para proteger o oxigênio que está conectado com o alumínio e o silício, e o que sobra; o NaOH remanescente, é usadoparacontinuara reação,enofim temosapolicondensação na estrutura da nefelina.



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Praticamente todo silicato solúvel foi transformado devido à exotermicidade em espécie Q1, então podemos ver a interação entre O-Na do ortossialato e o OH do silicato Q1, com a formação da molécula desialato-dissiloxoeNaOH.

O tetrâmero policondensa (Figura 6.34) para fornecer a estrutura em laço, que então produzirá a famosa cadeia em forma de virabrequim da albita. O NaOH permanecendo em solução.

Figura 6.34

Se quisermos obter a terceira estrutura, Si:Al=2, que é a estrutura da phillipsita, que só pode ser alcançada quando permitido a reação do metacaulim com o siloxonato Q0, então temos que ter uma razão molar mais alcalina do que nós usamos. E neste caso, teremos a seguinte reação química, nós temos o siloxonato Q0, silicato que reage com o ortossialato e que produz o primeiro ortossialato-dissiloxo, etambém a produção de dois NaOH.

Figura 6.35

Nós podemos ir por outro caminho, envolvendo dois ortossialatos (Al-O-Si, Al-O-Si), que policondensam em dissialato que policondensará com o sistema 2 Q0, para fornecer um hexâmero (Figura 6.36).

E este hexâmero irá policondensar em forma de laço para produzir a estrutura da phillipsita (Figura 6.37).

Figura 6.36

Figura 6.37

Isso é como podemos explicar o que acontece com o sistema de silicato de sódio. Primeiro a produção da nefelina (Si:Al=1), segundo a produção da albita (Si:Al=3) e terceiro a produção da phillipsita (Si:Al=2).



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Aqui temos o efeito teórico da molécula de potássio, ainfluêncianadimensãodasmoléculasseriamaior,e as diferentes possibilidades de formar várias estruturas é diferente do que a que envolve o sódio.

Formação da kalsilita e leucita

Nós estudaremos a formação da kalsilita (KAlSiO4), Si:Al=1, que é equivalente a nefelina no sistema de sódio Si:Al=1; a leucita KAlSi2O6, Si:Al=2, que é equivalente a phillipsita. Nós também obtemos Si:Al=3, mas não com metacaulim puro. Si:Al=3 requer a adição de outros materiais silicatados, como aqueles que nós vimos e veremos no sistema de cimento a base de rocha, que estudaremos no curso número 7.

A formação da estrutura da kalsilita, que é um polissialato de potássio, Si:Al=1, ocorre primeiro,

Figura 6.38

Geopolimerização do ortossialato com K2O-siloxonatos

E sobre a geopolimerização que envolve siloxonatos de potássio?

É um pouco diferente, porque você sabe, se olhar para o volume dos átomos (Figura 6.38), vemos que o sódio é menor que o potássio.

como para o sódio, com a formação do ortossialato, ortossilato de potássio e dessa maneira, como para o sódio, temos o mesmo mecanismo da primeira quebra das cadeias de polissiloxo, e formação da equação 5 do ortossialato (Figura 6.39).

Figura 6.39

Três ortossialatos reagem internamente para policondensar em um hexâmero; esse é o primeiro passo da geopolimerização da estrutura da kalsilita (Figura6.40).Evocêvêaquitambém,comoparaosódio, nós temos a produção de KOH que pode ser usado para dar continuidade à reação.

Figura 6.40

O geopolímero do tipo leucita (polissialato de potássio), Si:Al=2, requer siloxonato Q0, como para a phillipsita, que é um meio muito alcalino, com baixa razão molar, menor que 1,2 (Figura 6.41).



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Figura 6.41

Aqui, temos a mesma produção do ortossialato de potássio (Figura 6.42).

Figura 6.42

Um ortossialato reage com um siloxonato Q0 com a produção de KOH. Aqui a estrutura é diferente da anterior, por causa do potássio, temos a criação de um hexâmero que produz a estrutura da leucita.

Figura 6.43

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