L'étude de nombreuses coupes, complétée par une étude des caractères pétrologiques, minéralogiques et géochimiques a permis: de mettre en évidence un volcanisme permien d'affinité tholéiitique ; de préciser les caractères géodynamiques du volcanisme fini-triasique; d'envisager leur évolution dans le cadre général de l'ouverture de l'Atlantique . Le Volcanisme permien: Situé à la base de la série permienne continentale, ce volcanisme affleure de manière très locale à Annrar (Vallée de l'Ourika) et à Aguergour (Amizmizi). Il correspond à un empilement de 2 à 5 coulées peu épaisses (5 à 10 m chacune). Ce volcanisme d'affinité tholéiitique (continental), est marqué localement par un caractère hyperpotassique que masque parfois une spilitisation (paragenèse albite - chlorite - carbonates). Si la spilitisation, n'affectant que le sommet de certaines coulées, semble correspondre à une transformation hydrothermale au moment de l'épanchement, le caractère hyperpotassique affectant l'ensemble de certaines coulées, pourrait avoir une origine précoce par contamination du socle sous-jacent (Précambrien et Paléozoïque). Le Volcanisme Fini-Triasique: Situé au sommet de la série gréseuse triasique, ce volcanisme affleure de manière continue sur tout le' secteur considéré et s'intègre au sein d'un vaste trapp signant un épisode important, l'ouverture de l'Atlantique. Des observations de terrain complétées par une étude minéralogique (composition des pyroxènes) et géochimique (traces) ont montré que ce volcanisme est caractérisé par quatre formations (100 à 200 m) (Formations Inférieure, Intermédiaire, Supérieure et Récurrente). Celles-ci renferment chacune plusieurs coulées (parfois prismées) et sont séparées par des horizons sédimentaires. Une phase hydrothermale (silicieuse) est contemporaine de la mise en place de chaque épanchement où une zonalité de faciès (depuis des microdolérites porphyriques jusqu'à des dolérites intersertales microgrenues), a pu être mise en évidence. Des centres d'émission (Col du Tizi Ouzla), s'alignent selon une direction N 1100 et témoignent ainsi du rejeu d'an- ciens accidents tardi-hercyniens lors de la tectonique distensive triasique. A proximité des centres éruptifs, des formations transformées, correspondent à des lessivages à caractère deutérique de certains sommets de coulées (préhnite-calcite-silice) et ainsi qu'au piégeage du fluide hydrothermal au sein d'épanchements se succédant très rapidement dans le temps . La nature tholéiitique de ce volcanisme montre une évolution depuis des tholéiites continentales (Formation Inférieure), jusqu'à des tholéiites à caractère légèrement plus océanique (Formations Supérieure et Récurrente). Il proviendrait d'un processus normal de fusion partielle du manteau supérieur montrant une évolution en relation avec l'ouverture océanique. Le volcanisme permien et fini-triasique du Haut-Atlas occidental, présente un modèle géodynamique cohérent avec ceux évoqués actuellement dans le cas d'une zone de rift . Le volcanisme permien serait le témoin d'un stade de pré-rifting ; Le volcanisme fini-triasique serait contemporain du rifting.

Dans ce mémoire sont présentés des résultats expérimentaux des phénomènes d'électrofiltration pour des conditions physico-chimiques représentatives de systèmes naturels, ainsi qu'une comparaison des mesures de laboratoire avec des mesures de polarisation spontanée (PS) effectuées sur le terrain. Les résultats expérimentaux montrent que : a) la circulation d'un fluide en condictions diphasiques n'augmente pas le coefficient d'électrofiltration [Guichet et al., J.G.R., 2003] comme cela a été longtemps suspecté, b) la présence de minéraux néoformés (calcite et hydroxydes d'aluminium) peut masquer les propriétés électriques de la roche sur laquelle ils précipitent. Ainsi une inversion du signe du coefficient de couplage électrocinétique est observée avec les deux minéralogies secondaires étudiées [Guichet and Zuddas, G.R.L., 2003], rendant inexacte l'interprétation qualitative habituelle des mesures PS. <br />Des mesures de coefficients de couplage PS mesurés sur le terrain, et des analyses géochimiques de fluides ont été regroupées, et comparées à l'ensemble des données de laboratoire. L'ordre de grandeur des mesures de terrain coïncide avec l'ordre de grandeur de mesures de laboratoire, lorsque les mesures PS sont faites à proximité de sources. Sinon plusieurs hypothèses, reflétant souvent des modèles géologiques très différents, peuvent être avancées pour imputer l'origine du signal PS à des circulations de fluides ayant été échantillonnées régionalement. Finalement un suivi géochimique des fluides est indispensable pour interpréter correctement les données d'électrofiltration.<br />Enfin nous avons suivi l'électrofiltration lors de précipitation de calcite, dans la gamme de pH 4 à 12 et montré que l'électrofiltration change de signe sous certaines conditions, et interprété ces mesures par une modélisation de la triple-couche électrique [Guichet et al., G. J. I., 2006].

L'objectif de ce travail est de quantifier les transferts de matière et les circulations fluides au contact entre des septa carbonatés et des roches magmatiques au cours du métamorphisme de contact dans le massif de Quérigut (Pyrénées, France). Une étude minéralogique et géochimique a été couplée avec une modélisation pétrogénétique afin de spécifier et quantifier les processus géologiques invoqués lors de la formation de skarns.<br /><br />Les relations géométriques entre les septa carbonatés et les roches granitiques encaissantes ont été contraintes par une étude cartographique détaillée. Le contact est caractérisé par le développement d'un endoskarn et d'un exoskarn du côté granitique et carbonaté respectivement. L'endoskarn consiste en un assemblage à Kfs-Qtz-Cpx-Amp-Pl développé au dépend d'un assemblage à Pl-Amp-Bt-Qtz-Kfs. L'exoskarn montre une évolution minéralogique continue et complexe depuis un assemblage à Cal-Cpx-Amp-Qtz-An vers un assemblage à Grt-Wo/Czo-Cpx-Qtz.<br />Les résultats sur les isotopes stables (Δ18O et Δ13C) suggèrent que ce système se comporte comme un système fermé vis-à-vis des circulations de fluides externes et des arrivées de matière. Seuls des processus de diffusion apparaissent entre les deux réservoirs à géochimie contrastée avec une infiltration limitée de fluides magmatiques dans les métacarbonates proches du contact. Le métamorphisme de contact entre ces deux types de roche est également associé avec d'importants transferts de matière mais toujours sans échanges chimiques significatifs entre les granitoïdes et les carbonates. Dans les roches magmatiques, les transferts se restreignent à l'endoskarn avec un enrichissement significatif en K2O, Rb, Y, Ce, Nb et Ba. A l'opposé, les transferts de matière dans les septa carbonatés apparaissent sur une distance significativement plus épaisse que l'endoskarn. Une forte diminution des teneurs en CaO, Sr et CO2 (atteignant plus de 80 %) est corrélée à une chute des teneurs en calcite en direction du contact. Les autres éléments chimiques, initialement présents dans le carbonate, se comportent comme des éléments immobiles et sont alors concentrés passivement. La perte de calcite est expliquée par des réactions de décarbonatation et des phénomènes de pression-dissolution. Ces processus sont accompagnés par une forte perte de volume atteignant plus de 80% du volume initial en direction de la zone de contact.<br />La modélisation thermodynamique suggère des gammes de température entre 460°C et 600°C avec une diminution significative de la composition fluide XCO2 en direction du contact afin de stabiliser des assemblages Grt-Wo/Czo (XCO2 < 0,021). Les relations de phase établies en fonction de la composition chimique (Xcompo) et de la composition fluide (XCO2) sont en parfait accord avec les assemblages minéralogiques observés, confortant l'hypothèse d'une forte perte de calcite dans les septa carbonatés lors de l'épisode de métamorphisme de contact. De plus, ces résultats montrent que les diagrammes de phases XCO2 vs Xcompo établis à température et pression constantes sont des modèles prédictifs adéquats à l'étude de la formation des skarns.<br /><br />Un modèle couplant les circulations fluides et les transferts de matière et contrôlé par des processus de diffusion et de perte de calcite est proposé pour expliquer les évolutions minéralogiques et géochimiques des septa carbonatés emprisonnés dans les roches granitiques du massif de Quérigut.

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology and Woods Hole Oceanographic Institution Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering, 1997. / "September 1997." "Funding was provided by National Science Foundation Grant OCE-9201286, National Science Foundation Graduate Fellowship Program, and the JOI/USSAC Ocean Drilling Graduate Fellowship Program." Includes bibliographical references (p. 152-153).

Η κρυστάλλωση και η διάλυση αλάτων αποτελούν σημαντικές διεργασίες οι οποίες συνεισφέρουν στην φθορά των μνημείων της πολιτιστικής μας κληρονομιάς, τα οποία έχουν κατά κύριο λόγο κατασκευασθεί από δομικά υλικά όπως ο ασβεστόλιθoς και το μάρμαρο. Η κρυστάλλωση ευδιάλυτων αλάτων (π.χ. θειϊκό νάτριο, θειϊκό μαγνήσιο, χλωριούχο νάτριο) σε πορώδη υλικά έχει καταστροφικές επιπτώσεις τόσο στις ιστορικές όσο και στις σύγχρονες κατασκευές από σκυρόδεμα. Το πιο κατεστρεπτικό άλας για την ακεραιότητα των κατασκευών έχει αποδειχθεί, ότι είναι το θειίκό νάτριο. Η κατανόηση του μηχανισμού κρυστάλλωσης του άλατος αυτού είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τον περιορισμό ή τον έλεγχο του σχηματισμού του σε ατμοσφαιρικές συνθήκες. Για τον σκοπό αυτό, έγινε συστηματική μελέτη της κρυσταλλικής ανάπτυξης του δεκαένυδρου θειϊκού νατρίου (Μιραμπιλίτης) σε υπέρκορα διαλύματά του. Αναπτύχθηκε μεθοδολογία βασισμένη στον εξώθερμο χαρακτήρα της κρυσταλλικής ανάπτυξης του μιραμπιλίτη. Η πειραματική μελέτη περιορίσθηκε στην ετερογενή κρυσταλλική ανάπτυξη τόσο σε φύτρα Μιραμπιλίτη, όσο και σε ξένα υποστρώματα. Τα υποστρώματα τα οποία μελετήθηκαν περιλάμβαναν ασβεστόλιθο από την Γρανάδα (ασβεστιτικός κυρίως) καθώς και ψαμμόλιθο (Πράγα, Τσεχίας) πυριτικής κατά κύριο λόγο σύστασης. Η μελέτη της κινητικής της κρυσταλλικής ανάπτυξης του Μιραμπιλίτη, έδειξε ότι το καθορίζον την ταχύτητα στάδιο είναι η διάχυση των δομικών μονάδων στην επιφάνεια των κρυσταλλικών φύτρων του Μιραμπιλίτη. Το συμπέρασμα αυτό οδήγησε στην δοκιμή οργανοφωσφορικών ενώσεων, ως προς την επίδρασή τους στην κινητική της κρυσταλλικής ανάπτυξης του μιραμπιλίτη. Οι ενώσεις αυτές ιονίζονται και αλληλεπιδρούν αποτελεσματικά με την κρυσταλλική επιφάνεια δηλητηριάζοντας τα ενεργά κέντρα κρυστάλλωσης. Ο βαθμός ιονισμού βρέθηκε ότι είναι καθοριστικός για την ανασταλτική τους δράση. Πειράματα ταχείας καταβύθισης ευδιάλυτων αλάτων ηλεκτρολυτών σε ασβεστολιθικά και ψαμμιτικά δοκίμια τα οποία έγιναν τόσο με εμβάπτιση, όσο και με έκθεση σε θάλαμο αλατονέφωσης επιβεβαίωσαν τα αποτελέσματα της μελέτης της κινητικής της κρυστάλλωσης του Μιραμπιλίτη και της σχετικής αποτελεσματικότητος των αναστολέων που χρησιμοποιήθηκαν. Πλην της κρυσταλλικής ανάπτυξης ευδιάλυτων αλάτων, σημαντική συνεισφορά στην αποδόμηση των δομικών υλικών παίζει και η διάλυση του ανθρακικού ασβεστίου, το οποίο και αποτελεί τη βασική συστατική τους ένωση. Για τη μελέτη της διεργασίας της κρυσταλλικής ανάπτυξης και διάλυσης του ανθρακικού ασβεστίου τόσο απουσία όσο και παρουσία ανιόντων όπως τα θειϊκά και τα ανιόντα φθορίου χρησιμοποιήθηκε η μικροσκοπία ατομικής δύναμης,η οποία έδωσε την δυνατότητα in situ μέτρησης του ρυθμού κρυσταλλικής ανάπτυξης και διάλυσης σε συνθήκες σταθερού κορεσμού. Η παρουσία θειϊκών ανιόντων έδειξε ότι η κρυσταλλική ανάπτυξη του ανθρακικού ασβεστίου αναστέλλεται ενώ η παρουσία φθορίου επιταχύνει τη διάλυση. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων της κινητικής των διεργασιών έδειξαν ότι οι επιμολύνσεις στα υπέρκορα διαλύματα δρούν στην κινητική λόγω προσρόφησης και δέσμευσης των ενεργών κέντρων κρυσταλλικής ανάπτυξης διάλυσης. / The research made in the present PhD Thesis entitled “Crystallization and dissolution study of electrolyte salts”. The objective of the dissertation concerned both crystallization and dissolution processes of soluble sodium sulfate and insoluble calcium carbonate electrolyte salts approached by different experimental aspects but directly connected to environmental and scientific issues. Salt crystallization is an important cause for the weathering and damage of historical and cultural heritage artifacts and ornamental stones. Soluble salts (i.e. sodium sulfate, magnesium sulfate, sodium chloride) have also a damaging and fateful impact on civil engineering structures of roads and building foundations. Most damaging salt for such built frameworks is proven to be sodium sulfate salt. Only when we have a better understanding of sodium sulfate crystallization in an unconstrained fluid medium can we progress to a study of sodium sulfate crystallization in porous building materials. At the beginning of this study batch crystallization experiments of sodium sulfate salt were conducted. Additionally potential organic inhibitors (i.e. organophosphonate, polyacrylates) were tested in the same batch experimental system. Popular and applicable limestone building material is of uniform composition consisting mainly calcium (calcitic material). Granada’s calcarenite has been selected as one of the target material to study. This natural stone is representative of the building material utilized in construction material monuments and susceptible to salt crystallization. In situ AFM experiments of both calcite crystal growth and dissolution were performed in the presence of different electrolyte solutions (i.e. sodium sulfate and sodium fluoride). Nanoscale phenomena during the growth of solid solutions on calcite surfaces were performed in the presence of sodium sulfate electrolyte solutions. Further molecular-scale surface processes during both growth and dissolution of calcite in the presence of sodium fluoride electrolyte solutions were carried out. In all cases significant kinetic data and reaction mechanisms were extracted. Accelerated degradation of Granada’s limestone and Czech sandstone experiments were executed. Tested materials were exposed and impregnated in concentrated solutions of soluble salts (i.e. sodium sulfate, magnesium sulfate and sodium chloride). Immersed limestone type material showed susceptibility to sodium sulfate and sandstone type material to sodium chloride salt solution. Different pre-treatments of limestone specimens with organophosphonate compounds resulted in limiting material damage from sodium sulfate influence. The use of such organic compounds may direct towards a potential implication of conserving building frameworks. Finally suspended limestone rods were subjected to sodium sulfate spray chamber. Pre-treatment of limestone rods with organophosphonate compounds were completed. Again applications of organophosphonate compounds to exposure of limestone material in salt spray chamber may work towards a case of preventing porous material from salt damage and protect building stones.

This project relates to the non-classical growth of inorganic crystals with interesting morphologies that are highly desirable in industry. All crystals were synthesized via hydrothermal or solvothermal methods and their growth was studied by stopping each reaction at a range of different times, extracting the particles and analysing them using a variety of characterisation techniques. The main techniques used were scanning electron microscopy and transmission electron microscopy but other techniques, such as powder X-ray diffraction and thermal gravimetric analysis, were also employed. Decorated ZnO microstadiums were studied where ZnO nanocones coat the inner and outer columnar walls of ZnO microstadiums. It was revealed that the polymer in the synthetic solution enhanced the aggregation of nanocrystallites of precursor ions on the microstadium surfaces, which then underwent recrystallization, forming ZnO nanocones. The presence of organic agents was also found to be crucial in the non-classical growth mechanisms of CaCO₃ and RHO-ZIF crystals as the presence of charged groups on the organic molecules led to the aggregation of precursor molecules/ions, preventing classical growth. The disordered aggregates underwent surface recrystallization, forming ‘core-shell' structures where a thin layer of single crystal encased a disordered core. Over time the crystallisation extended from the surface inwards, towards the core, until true single crystals were formed. Organic molecules were also shown to play a role in the non-classical growth of 8-branched Cu₂O structures. In this case, however, studies of the electronic configuration of the main terminating facets of Cu₂O crystals revealed another key factor in their non-classical growth. Terminating hydroxyl groups on the Cu₂O surfaces could have different charges depending on the number of Cu⁺ ions they were coordinated to. The terminating {111} faces were the only ones to be coated with negatively charged hydroxyl groups, which explained the rapid growth on these surfaces as they were able to attract the positively charged metal/polymer precursor clusters. This new phenomenon was also found to be the main driving force in the rapid growth of branches in snowflake-like Fe₂O₃ crystals despite no organic agent being used. In this case, the {11-20} faces of the seed crystals had positively charged hydroxyl groups that were able to rapidly attract the negatively charged [Fe(CN) ₆]³⁻ ions in the aqueous solution.

L'objectif de cette thèse était de synthétiser des particules de carbonate de calcium (CaCO3) poreuses pour applications industrielles comme charge dans du papier à cigarette, ainsi que pour l'encapsulation d’'arômes. Nous avons cherché à maîtriser les paramètres de synthèse pour obtenir de la vatérite de taille contrôlée. Nous avons étudié sa transformation à haute température et dans l’'eau, car ce polymorphe est métastable. La transition de phase vatérite/calcite a été étudié par DRX et imagerie par diffraction des rayons X cohérents qui permet d’accéder à l’'image en 3D des particules. Nous avons montré que la vatérite de taille 1 à 2µm présentant 20% de porosité peut être synthétisée de façon reproductible. Les particules préparées ont été introduites comme charge dans du papier à cigarette pour évaluer l’'impact de nouvelles formes de CaCO3 sur les propriétés physiques du papier ainsi que sur la réduction des certains composées nocifs contenus dans la fumée. Nous avons développé l’analyse conjointe de l’'absorption et de la diffraction des rayons X pour estimer la charge réelle introduite ainsi que la porosité des papiers. Nous avons démontré que l’'utilisation de CaCO3 sous forme des sphères poreuses permet d’'augmenter la diffusivité du papier et de réduire l’'émission de CO dans la fumée principale.L’encapsulation d'arômes par la co-cristallisation et l'inclusion moléculaire dans le carbonate de calcium a été aussi étudiée. Nous avons montré que CaCO3 peut être utilisé comme matrice d’'imprégnation d'arômes avec une efficacité d’'encapsulation de plus que 55%. Les particules aromatiques ont été après ajoutées dans le papier pour évaluation sensorielle. / The aim of this thesis was to synthesize porous calcium carbonate (CaCO3) particles for industrial applications as fillers for cigarette paper as well as a matrix for flavour encapsulation. We show that we can control the fabrication of porous particles of vaterite with a given size by tuning the parameters of synthesis. After the synthesis, the stability of vaterite in aqueous solution and at high temperature was studied. The phase transition was analyzed by XRD and coherent X-ray diffraction imaging that allows us to have a 3D-image of the particles. Finally, particles of 1-2 μm size with 20% porosity were reproducibly synthesized. Prepared vaterite particles were introduced as a filler in cigarette paper, with the goal to evaluate their impact on the physical properties of papers as well as on the reduction of some harmful compounds during the smoking. It was demonstrated that the use of vaterite can increase the diffusivity of paper and reduce the CO emission in the mainstream smoke. We also show that the use of X-ray absorption and diffraction can provide an estimation of the filler fraction and porosity of the papers in a non-destructive way. The encapsulation of flavours in CaCO3 particles was performed by co-crystallization and molecular inclusion. It was demonstrated that CaCO3 can be used as a matrix for flavour impregnation with more than 55% of encapsulation efficiency. Flavoured particles was added in paper for sensory evaluation. We shown that it is possible, to flavour the final product with flavoured calcium carbonate particles.

Cada vez mais, os resíduos industriais são vistos como uma fonte alternativa de materiais a serem utilizados na construção civil. Dessa maneira, realizou-se a pesquisa com o objetivo de analisar a utilização de resíduos da Caustificação: dregs, grits e lama de cal, originados de uma fábrica de celulose Kraft do Espírito Santo, utilizando cal residual como ligante. Os teores de dregs variaram entre 0 e 45 %, os de grits de 0 à 45 %, os de lama de cal de 0 à 30 % e a cal residual variou entre 10 e 25 %. Os corpos de prova cilíndricos de 20 x 20 mm apresentaram valores máximos de resistência à compressão uniaxial, no 3° dia de cura de 5,9 MPa, no 7° dia de 7,9 MPa, no 14° dia de 9,3 MPa, no 60° dia de 18,5 MPa e no 180° dia de 19,3 MPa. Através dos métodos de Fluorescência de Raio-X, Difração de Raio-X, Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia de Energia Dispersiva foram determinadas as interações físico-química dos componentes das misturas iniciais e os processos de formação das estruturas dos novos materiais. O aumento dos valores das propriedades mecânicas observadas durante a cura ocorre em função da dissolução das superfícies das partículas sólidas dos componentes em ambiente alcalino, ocasionando à síntese das novas formações amorfas e cristalinas, especialmente da calcita. Os resultados da pesquisa permitiram concluir que os resíduos da Caustificação associados ao Resíduo da Produção de Cal podem ser utilizados como matéria prima em compósitos destinados à construção civil. / Increasingly the industrial wastes are used with alternative source of raw material in the civil construction. Thus, the study was conducted with the objective to analyze the use of wastes from chemical recovery of Kraft pulp production: dregs, grits and cal mud, generated for one Kraft pulp industry of Espírito Santo, Brazil, and waste from the lime production using as a binding agent. The concentration of dregs varied between 0 and 45 %, grits - between 0 and 45%, cal mud – between 0 and 30 % and waste of lime production ranged between 10 and 25%. The maximum values of materials for uniaxial compressive strength on the 3-rd day of curing was 5.89 MPa, on the 7-th day – 7.95 MPa, on the 14-th day – 9.35 MPa, on the 60-th day – 18.52 MPa and on the 180-th day it reached the value of 19.34 MPa. Through the methods X-Ray Fluorescence Spectrometry, X-Ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive Spectroscopy were determined physical-chemical interaction of the components to initial mixtures and the processes for structures formation of new materials, which can explain the values of mechanical properties during curing. They occurred due to dissolving of the solid particles surfaces of the components in an alkaline environment and to synthesis of new formations, amorphous and crystalline, especially of calcite. The results of the study indicate that the waste from chemical recovery can be used in the production of composites for civil construction.

Cada vez mais, os resíduos industriais são vistos como uma fonte alternativa de materiais a serem utilizados na construção civil. Dessa maneira, realizou-se a pesquisa com o objetivo de analisar a utilização de resíduos da Caustificação: dregs, grits e lama de cal, originados de uma fábrica de celulose Kraft do Espírito Santo, utilizando cal residual como ligante. Os teores de dregs variaram entre 0 e 45 %, os de grits de 0 à 45 %, os de lama de cal de 0 à 30 % e a cal residual variou entre 10 e 25 %. Os corpos de prova cilíndricos de 20 x 20 mm apresentaram valores máximos de resistência à compressão uniaxial, no 3° dia de cura de 5,9 MPa, no 7° dia de 7,9 MPa, no 14° dia de 9,3 MPa, no 60° dia de 18,5 MPa e no 180° dia de 19,3 MPa. Através dos métodos de Fluorescência de Raio-X, Difração de Raio-X, Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia de Energia Dispersiva foram determinadas as interações físico-química dos componentes das misturas iniciais e os processos de formação das estruturas dos novos materiais. O aumento dos valores das propriedades mecânicas observadas durante a cura ocorre em função da dissolução das superfícies das partículas sólidas dos componentes em ambiente alcalino, ocasionando à síntese das novas formações amorfas e cristalinas, especialmente da calcita. Os resultados da pesquisa permitiram concluir que os resíduos da Caustificação associados ao Resíduo da Produção de Cal podem ser utilizados como matéria prima em compósitos destinados à construção civil. / Increasingly the industrial wastes are used with alternative source of raw material in the civil construction. Thus, the study was conducted with the objective to analyze the use of wastes from chemical recovery of Kraft pulp production: dregs, grits and cal mud, generated for one Kraft pulp industry of Espírito Santo, Brazil, and waste from the lime production using as a binding agent. The concentration of dregs varied between 0 and 45 %, grits - between 0 and 45%, cal mud – between 0 and 30 % and waste of lime production ranged between 10 and 25%. The maximum values of materials for uniaxial compressive strength on the 3-rd day of curing was 5.89 MPa, on the 7-th day – 7.95 MPa, on the 14-th day – 9.35 MPa, on the 60-th day – 18.52 MPa and on the 180-th day it reached the value of 19.34 MPa. Through the methods X-Ray Fluorescence Spectrometry, X-Ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive Spectroscopy were determined physical-chemical interaction of the components to initial mixtures and the processes for structures formation of new materials, which can explain the values of mechanical properties during curing. They occurred due to dissolving of the solid particles surfaces of the components in an alkaline environment and to synthesis of new formations, amorphous and crystalline, especially of calcite. The results of the study indicate that the waste from chemical recovery can be used in the production of composites for civil construction.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseNG_TESE.pdf: 4686361 bytes, checksum: ece8f07ff848703fdc4412907a924e10 (MD5) Previous issue date: 2010-04-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work aims at studying the influence of the concentration of calcite, its grain size and sintering temperature to obtain porous coating formulations that meet the design specifications. The experiments involved the physical-chemical and mineralogical caracterization of the raw materials, and mechanical tests on specimens dried and sintered, performing a planning mixture and factorial experiment, using the response surface methodology. The ceramic bodies studied were prepared by dry process, characterized, placed in conformity by uniaxial pressing and sintered at temperatures of 940 ? C, 1000?C, 1060?C, 1120?C and 1180?C using a fast-firing cycle. The crystalline phases formed during sintering at temperatures under study, revealed the presence of anorthite and wolastonite, and quartz-phase remaining. These phases were mainly responsible for the physical and mechanical properties of the sintered especimens. The results shown that as increases the participation of carbonate in the composition of ceramic bodies there is an increase of water absorption and a slight reduction in linear shrinkage for all sintering temperatures. As for the mechanical strength it was observed that it tended to decrease for sintering at temperatures between 940 ? C and 1060 ? C and to increase for sintering at temperatures above 1060 ? C occurring with greater intensity for compositions with higher content of calcite. The resistence decreased with increasing participation of quartz in all sintering temperatures. The decrease in grain size of calcite caused a slight increase in water absorption for formulation with the same concentration of carbonate, remaining virtually unchanged the results of linear shrinkage and mechanical strength. In conclusion, porous ceramic coating (BIII) can be obtained using high concentrations of calcite and keeping the properties required in technical standards and that the particle size of calcite can be used as tuning parameter for the properties of ceramic products. / Este trabalho objetiva estudar a influ?ncia da concentra??o de calcita, sua granulometria e temperatura de sinteriza??o na obten??o de formula??es para revestimento poroso que atendam as especifica??es da norma. Os experimentos envolveram a caracteriza??o f?sico qu?mica e mineral?gica das mat?rias-primas, e ensaios mec?nicos nos corpos de prova secos e sinterizados, precedendo-se de um planejamento de experimento de mistura e fatorial, com o uso da metodologia de superf?cie de resposta. As massas cer?micas estudadas foram preparadas pelo processo via seca, caracterizada, conformada por prensagem uniaxial e sinterizadas nas temperaturas de 940?C, 1000?C, 1060?C, 1120?C, e 1180?C utilizando um ciclo de sinteriza??o r?pido. As fases cristalina formadas durante a sinteriza??o nas temperaturas em estudo, revelaram a presen?a de anortita e wolastonita, al?m de quartzo com fase remanescente. Estas fases foram as principais respons?veis pelas propriedades f?sico-mec?nica dos corpos de provas sinterizados. Verificou-se que conforme se aumenta a participa??o do carbonato na composi??o das massas cer?micas ocorre um incremento de absor??o de ?gua e uma pequena redu??o da retra??o linear para todas as temperaturas de sinteriza??o. J? para a resist?ncia mec?nica houve uma tend?ncia de redu??o para sinteriza??o entre 940?C e 1060?C e aumento para sinteriza??o acima da temperatura de 1060?C ocorrendo com maior intensidade para formula??es com maior teor de calcita, e houve diminui??o da resist?ncia com o aumento da participa??o do quartzo em todas as temperaturas de sinteriza??o. A diminui??o da granulometria da calcita provocou um leve aumento na Absor??o de ?gua para formula??o com a mesma concentra??o desse carbonato mantendo praticamente inalterados os resultados de retra??o linear e resist?ncia mec?nica. Conclui-se que produtos cer?micos para revestimento poroso (BIII) podem ser obtidos utilizando altas concentra??es de calcita e mantendo-se as propriedades exigidas em normas t?cnicas e que a granulometria da calcita pode ser usada como par?metro de ajuste para as propriedades dos produtos cer?micos