Orientador: Sílvio Rainho Teixeira / Resumo: A falta de sincronismo entre o desenvolvimento industrial e a conscientização ambiental trouxe inúmeros impactos adversos ao meio ambiente. A quantidade de resíduos industriais gerados diariamente aumenta, enquanto a adoção de sistemas de gerenciamento ainda falha em muitos aspectos. Assim, o objetivo principal deste trabalho é desenvolver materiais vitrocerâmicos através da mistura de Areia Descartada de Fundição (ADF) com resíduos sólidos oriundos da indústria de papel e celulose (grits e lama de cal), visando o desenvolvimento de novos produtos que sejam ecologicamente corretos. Os materiais vitrocerâmicos obtidos a partir da cristalização do vidro com os resíduos de ADF, grits e lama de cal foram preparados utilizando o método tradicional, de fusão do composto, para a produção dos vidros; e, posterior cristalização, para obtenção das vitrocerâmicas. De acordo com a composição química dos materiais precursores e das misturas, os vidros foram obtidos à temperatura de 1450 °C. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas principais: caracterização dos materiais precursores e preparação e caracterização dos vidros e vitrocerâmicas. Os estudos de caracterizações foram feitos através das técnicas de análises granulométrica, morfológica, mineralógica, química, térmicas e tecnológicas. Foram obtidos 6 materiais vítreos distintos, intitulados de vidros I, II, III, IV, V e VI. Os vidros foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX) e análise de ca... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The lack of synchronism between industrial development and environmental awareness has brought numerous adverse impacts to the environment. The amount of industrial waste generated daily increases, while the adoption of management systems still fails in many ways. Thus, the main objective of this work is to develop glass-ceramic materials by mixing Waste Foundry Sand (WFS) with solid residues from the cellulose and paper industry (grits and lime mud), aiming at the development of new products that are environmentally friendly. The glass were obtained using the traditional melting-quenching method. The produced glasses were controlled by the crystallization process to obtain the glass-ceramics materials. According to the chemical composition of the precursor materials and the chemical composition of the mixtures, the glasses were fused at 1450 °C. The work was developed in two main stages: characterization of the precursor materials and preparation and characterization of glasses and glass-ceramics. The characterization studies were made through the techniques of particle size, morphological, mineralogical, chemical, thermal and technological analysis. Six distinct vitreous materials were obtained, entitled glasses I, II, III, IV, V and VI. The glasses were characterized by the analysis of X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorecence (XRF) and differential scanning calorimetry. After identifying the crystallization peaks of each glass, heat treatment was given (temperatures high... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo - Elise Polli.pdf: 19187 bytes, checksum: e7f2882716d14778996d1b91cbfee632 (MD5) Previous issue date: 2014-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The foundry is the fastest way to obtain metals pieces through the casting of liquid metal in green sand moulds. The main components of foundry sands are natural sand, bentonite and carbonaceous additive. During the foundry process, the components lose their mixture characteristics, in addition to the decrease in volume, becoming necessary the discard part of the foundry sand, generating the wasted foundry sand (WFS). In Brazil are discarded approximately 2.76 millions of tons annually and this number has become an environmental concern due to the difficulty of dispose of the residue. In this context, several lines of research aimed at waste recycling has been studied, among than the use of WSF in glass and glassceramic. This work studies the incorporation of calcined WFS replacing the pure silica in percentages 25, 50, 75 e 100% in manufacturing of glass and glassceramic belonging to the quaternary system SiO2 CaO MgO Al2O3. The samples were melted in alumina crucibles at 1400 °C for one hour. After obtaining, the vitreous samples were underwent annealing at 750 °C for half hour and after, were submitted to spectroscopy ultraviolet visible and heat treatment to 900, 950 and 1000 °C to 90 minutes. After heat treatment, the samples were sent for X ray diffraction analysis, optical microscopy, and only the samples 50 and 100% were sent to scanning electron microscopy, in order to analyze the recrystallization of the samples. For the heat treatment to 900 ° C, the crystalline phases were found akermanita and diopside. As the temperature increased to 950 ° C, the first crystals gehlenita and melilite began to appear and crystallization increased with higher heat treatment temperature. The images obtained by both microscopies relate to the formation of a dendritic structure for the samples 25, 50 and 75% for the three heat treatments. For the heat treatment at 900 ° C crystallization is related to the diopside, and for treatment at 950 to 1000 ° C is related to melilita. For the sample was 100% on both the crystallization heat treatment. / A fundição é a maneira mais rápida para a obtenção de peças metálicas através do vazamento do metal líquido em moldes de areia verde. Os principais componentes das areias de fundição são as areias bases, bentonita e pó de carvão. Durante o processo de fundição, os componentes perdem as suas características de mistura, além da diminuição de volume, tornando- se necessário o descarte de parte dessa areia de fundição, gerando a areia descartada de fundição (ADF). No Brasil são descartadas aproximadamente 2,76 milhões ton de areia anualmente e esse número passou a ser uma preocupação ambiental devido à dificuldade do descarte do resíduo. Nesse âmbito, diversas linhas de pesquisa que visam à reciclagem do resíduo vêm sendo estudadas, entre elas a utilização de ADF em vidros e vitrocerâmicos. Este trabalho estuda a incorporação de ADF calcinada em substituição a sílica pura nas porcentagens de 25, 50, 75 e 100% na fabricação de vidros e vitrocerâmicos pertencentes ao sistema quaternário SiO2 Cão MgO Al2O3. As amostras foram fundidas em cadinhos de alumina a 1400 °C durante uma hora. Após da obtenção, as amostras vítreas foram recozidas a 750 °C por meia hora e após, foram submetidas a análise de espectroscopia de ultravioleta visível e também a tratamentos térmicos a 900, 950 e 1000 °C durante 90 min. Após os tratamentos térmicos todas as amostras foram encaminhadas para a análise de difração de raios X, microscopia óptica e apenas as amostras 50 e 100% de ADF foram encaminhadas para a microscopia eletrônica de varredura, a fim de analisar a recristalização das amostras. Para o tratamento térmico de 900 °C, as fases cristalinas encontradas foram a akermanita e o diopsídio. À medida que a temperatura aumentou aos 950 °C começaram a surgir os primeiros cristais de gehlenita e melilita e a cristalização aumentou com a maior temperatura de tratamento térmico. As imagens obtidas por ambas às microscopias relatam a formação de uma estrutura dendrítica para as amostras 25, 50 e 75% ADF para os três tratamentos térmicos. Para o tratamento térmico a 900 °C a cristalização está relacionada com o diopsídio, e para os tratamentos a 950 e 1000 °C está relacionada à melilita. Para a amostra 100% ADF houve a cristalização em ambos os tratamentos térmicos.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cap 1.pdf: 354743 bytes, checksum: 0343c49a38673dd157dcd55a3475b0c2 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The environmental efficiency permeates all production sectors through a closed cycle of production and consumption of materials. The recycling of solid waste should be priorized against the consumption of natural raw materials as long as environmental and technical viability have been proved. The foundries are great ferrous scrap recyclers, but generate huge amount of waste, especially the foundry sand. In order to contribute to the sustainability of foundry and construction industries this work investigates the possibility of recycling spent foundry sand (ADF) in soilcement (SC) bricks. The soil-cement construction uses soil as natural raw material, sand and gravel if necessary correction, and cement as a stabilizer. The research involves the characterization of the raw materials by X-ray diffraction, thermal analysis, particle size, leaching and solubilization tests. In blends cement makes up 10% by weight and the soil, predominantly clayey, was partially replaced by spent foundry sand and gravel in different percents. The influence of the residue on the physico-chemical and mechanical properties of the mixtures was analyzed through compaction tests, isothermal conduction calorimetry, compressive strength, durability and water absorption in cylindrical specimens and modular bricks. The interface between the components was observed by electron microscopy scanning. The addition of spent foundry sand decreases the water absorption of the mixture and increases the maximum density with small changes in mechanical strenght. The bricks produced have water absorption and mass loss in the durability test in accordance with the current technical standards. The addition of ADF combined with gravel rises mechanical resistance to acceptable levels of soil-cement standards. The results attest the technical and environmental feasibility for the use of spent foundry sand in soil-cement bricks for masonry seal. / A eficiência ambiental permeia todos os setores produtivos através de um ciclo fechado de produção e consumo de materiais. A reciclagem de resíduos sólidos deve ser priorizada frente ao consumo de matérias-primas naturais, desde que comprovada viabilidade ambiental e técnica para tal. As fundições são grande recicladoras pois utilizam sucatas ferrosas como matéria-prima, porém geram enorme quantidade de resíduos, com destaque para as areias de moldagem. Buscando contribuir para a sustentabilidade das indústrias de fundição e da construção civil esse trabalho investiga a possibilidade da reciclagem de areia descartada de fundição (ADF) em tijolos de solo-cimento (SC). A construção com solo-cimento utiliza o solo como matéria-prima natural, se necessário areia e pedrisco para correção e o cimento como estabilizante. O estudo passa pela caracterização das matérias-primas utilizadas por difração de raios-X, análise térmica, granulometria, lixiviação e solubilização. Nas misturas o cimento compõe 10% em peso e o solo, de predominância argilosa, foi parcialmente substituído por areia descartada de fundição e pó de brita em diferentes percentuais. Assim foi analisada a influência da adição do resíduo nas propriedades físico-químicas e mecânicas das misturas através de ensaios de compactação, calorimetria de condução isotérmica, resistência à compressão, durabilidade e absorção de água em corpos de prova cilíndricos e tijolos modulares. A interface entre os materiais constituintes do solo-cimento foi observada por microscopia eletrônica de varredura. A adição do resíduo de areia de fundição diminui a absorção de água da mistura e aumenta a densidade máxima com pequenas alterações na resistência mecânica. Os tijolos produzidos apresentam absorção de água e perda de massa no ensaio de durabilidade em conformidade com as normas técnicas vigentes. A adição combinada de ADF e de pó de brita eleva a resistência mecânica a níveis aceitos pelas normas de solo-cimento. Os resultados obtidos atestam a viabilidade técnica e ambiental para a utilização da areia descartada de fundição em tijolos de solo-cimento para alvenaria de vedação.