Para que haja atividade pozolânica, é necessário que a sílica e a alumina não estejam em elevado grau de cristalinidade. A reatividade pozolânica está, portanto, ligada à sua estrutura interna, e será tanto maior quanto mais longe elas estiverem do seu estado cristalino (NEVILLE, 1997)
Como algumas das pozolanas são produzidas em processo de combustão, o teor de carbono presente deve ser controlado. MEHTA (1992) relata emprego de pozolana até 5% de carbono e Neville (1997) considera que teores de até 12% não causam prejuízos.
GEYER et al. (2000) demonstraram que a utilização da cinza da queima de lodo altamente poluente proveniente de esgoto urbano, pode ser uma alternativa segura e econômica, em substituição parcial de até 20% do cimento. BHATTY e REID (1989) incineraram lodos e utilizaram as cinzas como adição a argamassas de cimento e areia. Os autores concluíram que as cinzas podem apresentar alguma atividade pozolânica e com isto beneficiarem as argamassas ou concretos com elas
executados. Todavia, a maior vantagem constatada foi à atuação das cinzas como finos, que adicionado às argamassas podem aumentar o desempenho mecânico destas.
JÚLIO et al. (2011) avaliaram os resultados comportamento da argamassa com a adição do resíduo cinza de caldeira nas proporções de substituição de 10, 20,e 30% e não foi possível afirmar que a adição de resíduos de cinza de caldeira ou de sílica ativa possa ter alterado as amostras. O que se percebe e que em todas as amostras há diferenças nas medidas realizadas, porém todas com uma margem não distante dos valores de referência. Após as avaliações realizadas em todos os corpos de prova consideraram que a utilização das cinzas de caldeiras proveniente da queima de madeira é viável como aditivo em argamassas. Em todos os testes de aplicação de carga o comportamento dos corpos de prova mostrou desempenho semelhante à composição tradicional de argamassas ou mesmo quando utilizada um aditivo consagrado como a sílica
Lessa (2005) analisou a possibilidade de utilização de lodos gerados na estação de tratamento de esgoto misto em Osório/RS, após desaguamento em leitos de secagem e processo de incineração, tendo a cinza produzida e utilizada como adição em argamassa de construção civil. A evolução estrutural e química resultante do tratamento térmico (calcinação em diferentes temperaturas) identificou a temperatura ideal para os ensaios em argamassa. A calcinação proporcionou a diminuição do volume do material, eliminou o conteúdo de matéria orgânica, reduziu a cinza dos materiais combustíveis (tornando-o inerte), eliminou patogênicos e transformou o lodo de esgoto em material amorfo, critério essencial para torná-lo reativo ao cimento, avaliado através de ensaios específicos da amostra. A caracterização morfológica e mineralógica das cinzas em ensaios revelou que estas cinzas podem ser tratadas através de processo de conformação específica e contribuiu para revelar o bom comportamento físico e químico do material que apresentou características pozolânicas e cimentantes.
A literatura especializada em cinza da casca de arroz indica que o processo de combustão da casca de arroz é a chave para obter a atividade pozolânica da cinza resultante, pois a calcinação em temperatura adequada produz cinza com alto teor
de sílica amorfa, considerada como a responsável pela atividade pozolânica. Evidentemente, nem toda casca é queimada em temperatura controlada e, esse tipo de processo acaba gerando cinzas com presença de sílica cristalina, as quais são quimicamente inativas (ZUCCO, 2007).
Cook et al. (1997) constataram que a estrutura mineralógica das cinzas de casca de arroz (CCA) residuais depende de fatores tais como a temperatura, o tempo e a taxa de fluxo de ar e o processo de queima utilizado. Essas cinzas podem resultar em sílica no estado amorfo quando são produzidas sob temperaturas relativamente baixas (inferiores a 600ºC) ou em estado cristalino quando são submetidas a temperaturas mais elevadas.
A produção de cinzas do bagaço com queima controlada poderia evitar a formação de fases cristalinas, conforme descrevem PAYÁ et al. (2002) e CORDEIRO et al. (2008), e aumentar a atividade pozolânica. Esse comportamento é similar ao que ocorre com a cinza da casca de arroz (MEHTA, 1992).
Paiva et al. (2007) estudou o aproveitamento do lodo de ETE de indústria de papel na produção de compósitos cimentícios para ouso na construção civil. Foi estudada a influência de diferentes teores da adição do lodo de ETE (5%, 10%, 20% e 30% em massa) em argamassa de cimento e areia, com relação água cimento de 0,65. Determinou-se para o resíduo: teor de umidade; massa unitária; massa específica; pH; sazonalidade de geração e teor de sólidos fixos e para o compósito: massa específica aparente; absorção de água por imersão; absorção de água por capilaridade; retratibilidade; isolamento acústico; resistência à compressão e análise da microestrutura. Sua incorporação na argamassa aumentou a absorção de água por capilaridade em 12,76% e por imersão em 18,93% no traço com 30% de resíduo. Houve também a diminuição à compressão de 2,5 MPa, exigência para blocos sem função estrutural. A incorporação de resíduo também apresentou decréscimo na massa específica do compósito de 14% para traços de 30% do resíduo. Os resultados permitiram concluir que este compósito é adequado para uso em materiais de construção sem função estrutural.
A cinza do bagaço de cana-de-açúcar apresenta uma grande quantidade de dióxido de silício, normalmente acima de 60% (em massa). O silício é absorvido do solo pelas raízes na forma de ácido monossílico (H4SiO4) e, após a saída da água das
plantas por transpiração, deposita-se na parede externa das células da epiderme como sílica gel. O acúmulo de silício entre a cutícula e a parede das células da epiderme funciona como uma barreira física à penetração de fungos patogênicos e reduz as perdas de água por transpiração (BARBOZA FILHO e PRABHU, 2002). Outra possível fonte de sílica para a cinza é a areia (quartzo), oriunda da lavoura, que não é totalmente removida durante a etapa de lavagem no processamento da cana-de-açúcar. Esta areia permanece no bagaço e pode ser observada nas operações de limpeza dos salões das caldeiras, onde ocorre a combustão. A figura 3.4 apresenta a morfologia das partículas da cinza do bagaço. Observa-se a estrutura celular altamente porosa e a contaminação do material por partículas de quartzo. (CORDEIRO, 2006)
Figura 3-3 - Morfologia das partículas das cinzas do bagaço de cana-de-açúcar Fonte: (Cordeiro, 2006).
A cinza de resíduos agrícolas deve ser produzida com temperatura de queima abaixo de 700°C, por uma hora, para que o conteúdo de sílica da cinza se
transforme em fase amorfa (MOAYAD et al., 1984, JAMES, 1986 citados por GANESAN; RAJAGOPAL; THANGAVEL, 2007). Nos estudos de PAYÁ et al. (2002), a CBCA pesquisada, com temperatura de queima superior a 800ºC, apresentou elevada cristalinidade, com picos de quartzo e mulita.