Influência da Umidade e Temperatura na Secagem e Morfologia do Gesso

Introdução

A sorção dinâmica de vapor é uma técnica fundamental para estudar a interação entre materiais e umidade. No caso do gesso (CaSO₄·2H₂O), esse processo influencia diretamente sua desidratação, composição de fases e morfologia. O presente estudo utilizou o analisador DVS Vacuum para investigar como a umidade e a temperatura afetam o comportamento do gesso durante a secagem. Os resultados são cruciais para otimizar processos industriais em diversos setores, como construção e farmacêutico.

Métodos

Foram conduzidos experimentos de secagem a temperaturas entre 25 °C e 60 °C, sob umidade relativa de 0%, 2,5% e 5%. O DVS Vacuum monitorou a perda de massa ao longo do tempo, enquanto a composição das fases foi determinada por difração de raios X (XRD) e a morfologia por microscopia eletrônica de varredura (SEM).

Resultados e Discussão

Secagem do Gesso com DVS

Os dados mostraram que a umidade relativa reduz a velocidade de desidratação do gesso. Em alta umidade (5% RH), o processo foi mais lento, enquanto temperaturas elevadas (60 °C) aceleraram a secagem. A perda de massa variou entre 16% e 19,6%, dependendo das condições aplicadas.

Análise de Fases

A difração de raios X revelou que a principal fase formada foi a γ-anhidrita (CaSO₄), seguida da bassanita (CaSO₄·1.8H₂O). O β-anhidrita, fase insolúvel, não foi detectado, evidenciando que o controle da secagem influencia diretamente a estrutura final do material.

Análise de Morfologia

As imagens de SEM mostraram que, mesmo após a desidratação, as partículas de gesso mantiveram sua forma original, mas com rachaduras e camadas destacadas. Isso confirma que a liberação de vapor d'água ocorre através dessas fissuras, impactando a cinética do processo.

Análise Cinética

Os experimentos indicaram que a energia de ativação (EA) aumentou com a umidade relativa. Os valores obtidos foram 49,5 kJ/mol (0% RH), 59,5 kJ/mol (2,5% RH) e 68,9 kJ/mol (5% RH), demonstrando que maior umidade dificulta a remoção da água e exige mais energia térmica para o processo.

Conclusão

A pesquisa confirmou que a umidade e a temperatura são fatores determinantes na desidratação do gesso. O DVS Vacuum provou ser uma ferramenta essencial para monitorar a cinética de secagem, enquanto XRD e SEM ajudaram a identificar as fases resultantes e a evolução da morfologia. Esses achados são fundamentais para otimizar processos industriais que envolvem o uso de gesso.

Fonte original para o texto: https://www.surfacemeasurementsystems.com/sorption-bulletin-dec-2024/?utm_source=social&utm_medium=linkedin&utm_campaign=2024_sorption+bulletin&utm_id=2024+sorption+bulletin