O carvão tem sido utilizado como fonte de energia por vários segmentos industriais, obtendo maior destaque na produção de energia elétrica através das usinas de termoeletricidade. Os resíduos resultantes da queima do carvão são denominados cinzas e são altamente poluentes, seja quando lançados à atmosfera ou quando colocados em depósitos expostos ao ambiente. Além disso, o custo de armazenagem é bastante elevado. A utilização de rejeitos industriais para a produção de materiais alternativos tem sido buscada por muitas organizações visando encontrar produtos substitutos mais baratos.O encarecimento da produção de tijolos cerâmicos, devido ao preço crescente dos combustíveis tem incentivado a procura de materiais alternativos para a construção de alvenarias. O principal objetivo desta pesquisa é investigar o comportamento geral de tijolos feitos de uma mistura de cinza volante e cal hidratada quanto às principais propriedades exigidas para o emprego em alvenaria, procurando reunir os interesses de utilização de rejeitos industriais e de redução de custos. Inicialmente foram testadas sete diferentes misturas de cinza volante e cal, buscando determinar um teor que conduzisse a resultados aceitáveis de resistencia A compressão simples e durabilidade. Escolhidos três teores, realizaram-se ensaios de absorção e resistência A compressão simples, utilizando-se três diferentes processos de cura. Um único teor foi então selecionado e testes de absorção foram novamente executados buscando verificar a influência do teor de umidade e do peso especifico aparente seco sobre os resultados. Este mesmo teor foi utilizado numa última etapa, onde executaram-se testes de aderencia e resistênciaà compressão simples em prismas. / Coal has been used by various industrial sectors as a major source of energy, specially throcigh the production of electricity in thermo-eletric power stations. The ashes that rescilt from the process of bcirning coal are highly polluting, both when discharged directly in the atmosphere and when kept in open deposits. Moreover, the cost of maintaining such deposits tends to be considerably high. The use of industrial waste in the production cheaper al ternatives for tradicional construction material has been investigated by several organizations. Ceramic brick are among a class of construction material whose cost has increased considerably, dcie to the lising prices of fciel. This has encouraged the search for alternative material for building brick walls. The main objective of this research work is to investigate the general behavior of bricks made from a mixture of fly ash and hydrated lime. The use of such a mixture has the potential of bringing together the importance of utilizing industrial waste and the necessity of keeping construction costs low. The experimental work was divided into three main stages. The first stage consisted of carrying out compressive strength and dcirability tests, in order to find acceptable combinations of fly ash and hydrated lime. In the second stage, three of these combinations were chosen to be submitted to absortion and compressive strength tests, under three different curing processes. The absortion tests were repeated for one of the combinations, using the water content and the dry density as variables. In the final stage, both the adherency test and the compressive strength test were carried out for one of the mixtures.

As cinzas volantes (CV) são subprodutos obtidos na geração de energia elétrica, a partir do carvão mineral, em usinas termelétricas. Como possuem propriedades pozolânicas, são adquiridas pelas indústrias cimenteiras e concreteiras. Porém, grande parcela dessas CV ainda é disposta no meio ambiente, pois a sua geração é superior ao seu consumo. Assim, este trabalho teve como objetivo geral a obtenção de aglomerantes especiais, isentos de clínquer, a partir da álcali-ativação da CV. Para isso foram estudadas a influência da matéria-prima (duas CV foram utilizadas de forma independente), de dois ativadores alcalinos (na forma isolada – NaOH (N/S 0,20, N/S 0,30 e N/S 0,40) e na forma combinada – NaOH + Ca(OH)2 (C/S 0,05, C/S 0,15 e C/S 0,25)), da temperatura de cura nas primeiras 24 h (três temperaturas foram usadas: 50, 65 e 80°C), e da idade das amostras ( 1, 7, 28, 91 e 180 dias) nas características mecânicas e microestruturais das amostras álcaliativadas. Para as amostras preparadas com ativador na forma isolada, as argamassas com relação molar N/S 0,40, curadas à 80°C/24 h, foram as que atingiram as resistências à compressão mais elevadas, independente do tipo de CV. Por outro lado, o uso combinado de solução ativadora à base de NaOH + Ca(OH)2 deve ser utilizado de forma cautelosa. Apesar das amostras C/S 0,15 e C/S 0,25 terem atingido os valores de resistência à compressão mais elevados de todas as combinações estudadas nesse trabalho na idades de 1 e 7 dias, a partir da idade de 28 dias foi verificado decréscimo na resistência, prolongando-se em idades posteriores. Tal decréscimo não foi verificado para as amostras C/S 0,05. Isto significa que o comportamento instável observado pode estar relacionado com a concentração do Ca(OH)2 na solução ativadora combinada. O uso combinado de MEV/EDS, DRX e IV não foi suficiente para entender esse mecanismo deletério nem identificar possíveis compostos expansivo, havendo a necessidade de serem utilizadas outras ferramentas, como por exemplo, a ressonância magnética nuclear acomplada com ângulo mágico de spin (RMN-MAS). Portanto, aglomerantes à base de cinzas volantes ativadas com solução de NaOH apresentaram bom desempenho mecânico, atingindo resistências da ordem de 16 MPa e 24 MPa nas idades de 1 e 7 dias. Isso mostra que esse material apresenta potencialidade técnica como um importante substituto do cimento Portland, sobretudo em indústrias de artefatos de concreto préfabricados.

Este trabalho tem como objetivo verificar o comportamento mecânico e físico de pozolanas artifíciais estabilizadas química e granulometricamente, curadas por dois processos de cura denominados de : autoclave(ATC), que utiliza temperaturas na faixa de 149 a 188°C e câmara à temperatura constante(CTC) que utiliza uma temperatura de ± 21°C. Também fez-se análises estatísticas com a finalidade de se determinar o efeito da energia de moldagem, temperatura e tempo de cura sobre os resultados dos ensaios, para cada processo de cura, além de se determinar modelos matemáticos para previsão de resultados de resistência através de regressões múltiplas e simples. As pozolanas artificiais empregadas foram as cinzas volante e pesada da Usina de Candiota, as quais foram estabilizadas com cal dolomítica hidratada e areia do Rio Guaíba. Os ensaios de resistência à compressão simples , absorção e perda de massa basearam-se nas normas da ABNT e DNER e para os estudos de análise estatística, fez-se anteriormente aos ensaios, dois planejamentos experimentais denominados de Split-Splot e Quadrado Latino, que foram utilizados nos processos de autoclavagem e câmara à temperatura constante, representativamente. Os Corpos-de-Prova curados na câmara à temperatura constante, até os 28 dias de cura, apresentaram resultados de resistências inferiores aqueles curados pelo processo de autoclave. Aos 60 dias de cura suas resistências ficaram na faixa dos valores de Corpos-de-Provas curados pela autoclave nas temperaturas de 149 a 188°C, excessão feita na mistura utilizando areia, onde em todos os períodos de cura estudados,os valores de resistência dos Corpos-de-Prova curados pelo câmara à temperatura constante foram inferiores. A proporção da quantidade de cal e cinza na mistura, bem como o valor da superfície específica da cinza influenciam nos resultados de ensaios, independentemente da variação dos fatores principais. Em termos de análise estatística verificou-se que a energia de moldagem e o tempo de cura são os fatores que apresentam os maiores efeitos sobre os resultados da resistência, para os processos de cura ATC e CTC, respectivamente. / The aim of the research is to evaluate the mechanics and physical behaviour of artifical pozolanics stabilizes chemistry and granulometric. Two processes have been used to cure the artificial pozolanics: Autoclave (ATC) with a temperatures of 1490C, 1650C, 1750C and 1880C constant temperature chamber (CTC). Statisticall analysis have been applied to assess the effects of moulding energy, temperature and time of cure within the range of values adopted on the experimental programme. A mathematical expression was developed to predict the shear strength measured in simple compression tests. Fly ash and bottom ash from the Candiota plant have been used to product the artificial pozolanics. The material was stabilized with dolomitic lime and Guaiba’s River Sand. ABNT and DNER standards were adopted in simple compression, absortion and durability tests. Two experimental planning were used in the present research: Split-Splot for the autoclave process and Quadrado Latino for the constant temperature chamber. Shear strength measured in samples cured in the constant temperature chamber process at 7, 14 and 28 days were lower than shear strength measured in the autoclave process. At 60 days, the shear strength measured in constant temperature chamber layed in between the values measured in the autoclave process, being the 1490C sample the lower boundary and the 1880C the upper boundary. When sand, fly ash and lime mixtures were used a clear trend emerged. The results obtained in the constant temperature chamber process were consistently lower than in the autoclave process for times of cure of 7, 14, 28 and 60 days. An important conclusion of the study is that the shear strength in simple compression is influenced by the lime and ash contents and the specific surface of the ash independently of the moulding energy, time and temperature of cure adopted. As for the statisticall analysis, the moulding energy was the dominant effect when the autoclave process was used whereas the time of cure is dominant for constant temperature chamber process.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T18:08:23Z No. of bitstreams: 1 DIS_SERGIO_ROBERTO_DA_SILVA_COMPLETO.pdf: 2644731 bytes, checksum: 207623c4aecda0de23cefed577f3f2d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-30T18:08:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_SERGIO_ROBERTO_DA_SILVA_COMPLETO.pdf: 2644731 bytes, checksum: 207623c4aecda0de23cefed577f3f2d6 (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Nowadays, searching for alternatives materials for the construction industry has become imperative. Construction and demolition waste (CDW) and by-products from the thermoelectric industries, such as fly ash, are the subject of studies in several segments of the construction industry. Their use can be one of many significant efforts to achieve a more sustainable construction. This paper studies the influence of the interactions and incorporations of CDW and fly ash on the concrete properties. X-ray diffraction (XRD), X-ray Fluorescence Spectrometry (XRF) and particle size distribution analysis were used to characterize the investigated materials. The mechanical properties (compressive strength and splitting strength) and durability (water absorption and carbonation depth) of concrete with different CDW contents (25%, 50%, 75%, and 100%) were investigated as a coarse aggregate (10%, 15%, 25% and 30%) replacing Portland cement in different water/binder ratios (0.40, 0.45, 0.50, 0, 55 and 0.65). Based on the results, it was observed that the addition of fly ash replacing the Portland cement in concretes with CDW causes a reduction in mechanical properties and durability of concretes in the early ages. However, as the fly ash content increases in concretes with CDW there is an increase in the compressive strength ratio (fc91/fc28), and as the time of exposure to CO2 advances the carbonation coefficient tends to decrease. / A busca de novos materiais para o emprego na ind?stria da constru??o civil se faz necess?rio nos dias atuais. O res?duo da constru??o e demoli??o (RCD) e os subprodutos das ind?strias termoel?tricas como a cinza volante s?o objetos de estudos em diversos segmentos da ind?stria da constru??o civil, e a adi??o destes materiais pode ser um dos esfor?os significativos para se alcan?ar uma constru??o mais sustent?vel. Neste trabalho foram estudadas a influ?ncia das intera??es e incorpora??es de RCD e cinza volante nas propriedades dos concretos. Para a caracteriza??o dos materiais investigados foram utilizadas as t?cnicas de Difra??o de raios X (DRX), an?lise qu?mica por Espectrometria de Fluoresc?ncia de raios X (FRX) e an?lise de distribui??o granulom?trica ? laser. Foram investigadas as propriedades mec?nicas (compress?o axial e tra??o por compress?o diametral) e de durabilidade (absor??o d??gua e resist?ncia ? carbonata??o) dos concretos com diferentes teores de RCD (25%, 50%, 75% e 100%) como agregado gra?do reciclado em substitui??o ao gra?do natural e adi??o de cinza volante (10%, 15%, 25% e 30%) em substitui??o ao cimento Portland em diferentes rela??es ?gua/aglomerante (0,40, 0,45, 0,50, 0,55 e 0,65). Com base nos resultados observou-se que a adi??o de cinza volante em substitui??o ao cimento Portland em concretos com RCD causa uma redu??o nas propriedades mec?nicas e de durabilidade nos concretos nas primeiras idades. Entretanto, ? medida que o teor de cinza volante aumenta nos concretos com RCD h? um aumento na taxa de resist?ncia ? compress?o axial (fc91/fc28), e ? medida que o tempo de exposi??o ao CO2 vai se avan?ando o coeficiente de carbonata??o tende a diminuir.

Cinzas de carvão mineral são resíduos gerados em grandes quantidades nas usinas termelétricas. Este é um dos resíduos de maior geração no Brasil, aproximadamente 1,7 milhões de toneladas por ano. A disposição muitas vezes irregular deste resíduo pode causar problemas de ordem ambiental, como contaminação de águas subterrâneas, do solo e desequilíbrio de sistemas ecológicos. Uma possibilidade de uso para estas cinzas é a síntese de zeólitas, que são minerais aluminossilicatos microporosos com propriedades interessantes para uso na indústria. Neste trabalho, estudou-se a síntese de zeólitas a partir de cinzas volantes visando à sua aplicação em dessulfuração de gases. A síntese foi realizada pelo método hidrotérmico, utilizando solução alcalina de KOH e relação solução/sólido de 2 mL g-1. As variáveis estudadas foram temperatura (100 e 150 °C), concentração da solução alcalina (3 e 5 mol L-1) e tempo de reação (8, 24, 48 e 72 h). Os produtos obtidos e as cinzas precursoras foram caracterizados quanto à composição química (FRX), mineralógica (DRX), morfológica (MEV), área específica (BET) e capacidade de troca catiônica (CTC). A partir da determinação das estruturas cristalinas (DRX) foi possível identificar a formação das zeólitas merlinoíta e perlialita em algumas das condições investigadas. O maior valor de área específica BET foi de 102,42 m2 g-1, nas condições de síntese de 150 °C, 5 mol L-1 e 72 h, representando um aumento de 30 vezes em relação à área das cinzas. Os valores de capacidade de troca catiônica ficaram entre 0,71 e 2,02 meq NH4+ g-1 para as diferentes condições estudadas. Com as amostras que apresentaram os melhores resultados nas caracterizações foram realizados testes de dessulfuração e seu desempenho foi comparado com as cinzas precursoras, carvão ativado e zeólita comercial. Foram construídas curvas de ruptura e isotermas de adsorção para esses sistemas. As zeólitas sintetizadas a partir das cinzas apresentaram maiores valores de adsorção máxima. A zeólita que apresentou melhor resultado de adsorção foi a sintetizada nas condições de 150 °C, 5 mol L-1 e 72 h de tempo de reação, sendo esta também a que apresentou maior valor de área específica. Sendo assim, a síntese de zeólitas a partir de cinzas de carvão, geradas no próprio processo de combustão em usinas térmicas, mostra-se como uma potencial aplicação no sentido de que estas podem ser utilizadas na própria usina para adsorção do SO2 gerado durante a combustão. / Coal ash is a waste generated in large quantities in the power plants. This is one of the wastes generated in larger quantities in Brazil, approximately 1.7 million tons per year. The often irregular disposal of this waste can cause environmental problems, such as contamination of groundwater, soil and imbalance of ecological systems. One possibility for using ashes is the synthesis of zeolites, which are microporous aluminosilicate minerals with interesting properties for use in industry. In this work, the synthesis of zeolites from fly ash was studied, aiming its application for gas desulfurization. The synthesis was performed by the hydrothermal method using an alkaline solution of KOH and a solution/solid ratio of 2 mL g-1. The variables temperature (100 and 150 °C), alkaline solution concentration (3 and 5 mol L-1) and reaction time (8, 24, 48 and 72 hours) were studied. The products obtained and the precursory ashes were characterized by its chemical composition (FRX), mineralogical (XRD), morphological (SEM), specific surface area (BET) and cation exchange capacity (CEC). From the determination of the crystalline structures (XRD) it was possible to identify the formation of the merlinoite and perlialite zeolites for some of the investigated conditions. The highest BET surface area was 102.42 m2 g-1 under the synthesis conditions of 150 °C, 5 mol L-1 and 72 hours. This value represented an increase of 30 times in the surface area comparing to the ash. The cation exchange capacity values varied between 0.71 and 2.02 meq NH4+ g-1 for the different conditions studied. Desulfurization tests were carried out for the samples that showed the best characterization results and its performance was compared with the precursor ash, activated carbon and commercial zeolite. Rupture curves and adsorption isotherms were constructed for these systems. The zeolites synthesized from ash showed higher values of maximum adsorption. The zeolite that showed the best adsorption result was synthesized at the conditions of 150 °C, 5 mol L-1 and 72 hours of reaction time, which also had the highest surface area value. Thus, the synthesis of zeolites from coal ash, generated in the combustion process in thermal plants, is shown as a potential application in the sense that these can be used in the plant to adsorb SO2 generated during combustion.

Este trabalho apresenta um estudo de corrosão da armadura induzida por carbonatação em concretos com elevados teores de cinza volante, utilizando-se para isso a técnica de resistência de polarização. Selecionou-se para a pesquisa quatro relações água/aglomerante (0,44, 0,48, 0,55 e 0,65) e quatro teores de substituição de cimento (clínquer + gesso) por cinza volante (0,15, 30 e 45%). Foi também escolhido para comparação o cimento CPIV 32. Os corpos-de-prova foram curados por 28 dias, sazonados por 22 dias e então carbonatados em ambientes com 5 e com mais de 50% de CO2, por um período 223 dias. Após, os concretos foram parcialmente imersos durante 35 dias. Os ensaios de resistência de polarização foram feitos durante todo o período de carbonatação e imersão parcial. Paralelamente, romperam-se corpos-de-prova por compressão axial, determinou-se profundidades carbonatadas e monitorou-se as massas dos corpos de prova usados para ensaio de resistência de polarização. Realizou-se também análises complementares de microestrutura, utilizando-se as técnicas de difração por raios-X, fluorescência de raios-X, microscopia eletrônica de varredura por elétrons retroespalhados, análises com EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) e espectroscopia Raman. Os experimentos realizados possibilitaram identificar o efeito significativo da variação do teor de cinza volante para a corrosão da armadura. Os resultados assim obtidos também permitiram constatar o efeito significativo do teor de CO2 para os resultados de potencial de corrosão e de densidade de corrente de corrosão. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a importância de cada vez mais se buscar a realização de ensaios que reproduzam o máximo possível condições de exposição das estruturas no ambiente. / This work presents a study of corrosion of reinforcing steel induced by carbonation in concretes containing fly ash. Four water-binder ratios (0,44; 0,48; 0,55 and 0,65) and four clinker (clinker + gypsum) replacements of fly ash (0;15; 30 and 45%) were selected. It was also chosen CPIV 32 cement to study. After 28 days kept in the moist curing room, the samples were carbonated during 223 days in a CO2 atmosphere with 5% and more than 50% of CO2 After the carbonation period, the concretes samples were partially immersed during 35 days in potable water. Linear polarization resistance tests were made during the whole carbonation and partial immersion periods. Moreover, compressive strength tests were made, depth of carbonation in concretes were determined and the masses of samples used in linear polarization resistance tests were monitored. Even microstructure complementary analyses were made using X-ray diffraction (DRX) techniques, X-ray fluorescence (FRX), electronic microscopy using backscattered electrons and energy dispersive spectroscopy analyses and Raman spectroscopy. Based on the accomplished tests it’s possible to identify the significant effect of the fly ash level replacement in concrete on the reinforcing steel corrosion. The thus gotten results also had of allowed evidencing the significant effect of the CO2 concentration on the results of corrosion potential and corrosion current density.

O presente trabalho foi desenvolvido como intuito de estabelecer uma metodologia de dosagem de concreto com uso de cinza volante, objetivo e racionalizado, visando à redução do consumo de cimento e a intensiva utilização de um resíduo poluente, contribuindo para o incremento na sustentabilidade da construção civil pela redução no consumo de clínquer e da liberação de dióxido de carbono para a atmosfera. Foi estabelecida como premissa basilar a hipótese de ser possível relacionar diretamente a trabalhabilidade de um concreto com seu volume de pasta, sendo este tanto menor quanto menor for o volume de vazios da estrutura granular representada pela composição de agregados. Foram empregados quatro agregados, duas areias naturais e duas britas. A mistura das areias foi definida pela menor massa unitária e os agregados graúdos, de maneira a ser obtido o menor volume de vazios. Com a composição de agregados otimizada é definido o volume ótimo de pasta no traço de melhor trabalhabilidade por verificar um dado índice de consistência com o menor teor de água sobre o total de materiais secos. Considerando a cinza volante parte integrante da pasta foram avaliados diferentes critérios para a definição das proporções a serem incorporadas à pasta, tendo como balizamento o volume ótimo de pasta. Foi desenvolvida uma metodologia de cálculo de traços não convencional uma vez que o parâmetro de entrada é a percentagem de substituição de cimento por cinza e não mais a relação água/cimento. Para fins de validação do método proposto foi desenvolvido um estudo baseado no estabelecimento de um paradigma representado por uma dosagem experimental de concreto, sem emprego de cinza volante, que permitiu o cálculo de traços de referência. Com os mesmos materiais e idêntico proporcionamento entre agregados foram desenvolvidas dosagens pelo método proposto que permitiram o cálculo de traços com base nas mesmas resistências à compressão e a comparação através do consumo de cimento calculado em cada situação. É o resultado da presente pesquisa, então, um método de dosagem, no qual a cinza volante é um insumo indispensável, baseado em conceitos diferentes daqueles adotados até então estabelecidos pelos critérios tradicionais da tecnologia do concreto. / This study was developed in order to create and a streamlined methodology of concrete mix proportioning using fly ash to reduce the cement content and an intensive use of a pollutant contributing to the increase of sustainability in construction through reducing consumption of clínquer and the release of carbono dioxide to the atmosphere. It was established as a basic premisse the possibility of connecting directly the workability of concrete with the volume of cement paste used determinate by the most dense aggregate-packing by the smaller volume of voids in the granular structure obtained in composition of many aggregates as necessary. It was used four commercial aggregates, two natural sands and two kind of crushed stone which were commonly found in a construction materials market around Porto Alegre. The sand were mixed according to the mixture that resulted in lower bulk density and coarse aggregate to be obtained the lower volume of voids as possible, being rightly measured. With the composition of aggregate optimized the optimum volume of cement paste that give the best workability with the lower water requirement will be definite. Considering fly ash as a part of the binder it was developed different criteria for define the amount of fly ash to be incorporate in binder having as foundation the volume admitted as responsible for the best workability mixture. To calculation the concrete mix proportions, was adopted an innovative methodology from the percentage replacement of cement by fly ash and no more by the water/cement ratio. The development of the proposed study was based on creating a paradigma represented by a mix-proportioning without fly ash which allowed the calculation of mix proportions of reference. With the same materials and same proportions between the aggregate, were calculated mix proportions to attend the same compressive strength to compare by the cement content of each situation. Thereby the rresults from this study a mix-proportioning method of concrete using fly ash as an imperative input, based in diferentes concepts of given for traditional concrete technology.

Cinzas de carvão mineral são resíduos gerados em grandes quantidades nas usinas termelétricas. Este é um dos resíduos de maior geração no Brasil, aproximadamente 1,7 milhões de toneladas por ano. A disposição muitas vezes irregular deste resíduo pode causar problemas de ordem ambiental, como contaminação de águas subterrâneas, do solo e desequilíbrio de sistemas ecológicos. Uma possibilidade de uso para estas cinzas é a síntese de zeólitas, que são minerais aluminossilicatos microporosos com propriedades interessantes para uso na indústria. Neste trabalho, estudou-se a síntese de zeólitas a partir de cinzas volantes visando à sua aplicação em dessulfuração de gases. A síntese foi realizada pelo método hidrotérmico, utilizando solução alcalina de KOH e relação solução/sólido de 2 mL g-1. As variáveis estudadas foram temperatura (100 e 150 °C), concentração da solução alcalina (3 e 5 mol L-1) e tempo de reação (8, 24, 48 e 72 h). Os produtos obtidos e as cinzas precursoras foram caracterizados quanto à composição química (FRX), mineralógica (DRX), morfológica (MEV), área específica (BET) e capacidade de troca catiônica (CTC). A partir da determinação das estruturas cristalinas (DRX) foi possível identificar a formação das zeólitas merlinoíta e perlialita em algumas das condições investigadas. O maior valor de área específica BET foi de 102,42 m2 g-1, nas condições de síntese de 150 °C, 5 mol L-1 e 72 h, representando um aumento de 30 vezes em relação à área das cinzas. Os valores de capacidade de troca catiônica ficaram entre 0,71 e 2,02 meq NH4+ g-1 para as diferentes condições estudadas. Com as amostras que apresentaram os melhores resultados nas caracterizações foram realizados testes de dessulfuração e seu desempenho foi comparado com as cinzas precursoras, carvão ativado e zeólita comercial. Foram construídas curvas de ruptura e isotermas de adsorção para esses sistemas. As zeólitas sintetizadas a partir das cinzas apresentaram maiores valores de adsorção máxima. A zeólita que apresentou melhor resultado de adsorção foi a sintetizada nas condições de 150 °C, 5 mol L-1 e 72 h de tempo de reação, sendo esta também a que apresentou maior valor de área específica. Sendo assim, a síntese de zeólitas a partir de cinzas de carvão, geradas no próprio processo de combustão em usinas térmicas, mostra-se como uma potencial aplicação no sentido de que estas podem ser utilizadas na própria usina para adsorção do SO2 gerado durante a combustão. / Coal ash is a waste generated in large quantities in the power plants. This is one of the wastes generated in larger quantities in Brazil, approximately 1.7 million tons per year. The often irregular disposal of this waste can cause environmental problems, such as contamination of groundwater, soil and imbalance of ecological systems. One possibility for using ashes is the synthesis of zeolites, which are microporous aluminosilicate minerals with interesting properties for use in industry. In this work, the synthesis of zeolites from fly ash was studied, aiming its application for gas desulfurization. The synthesis was performed by the hydrothermal method using an alkaline solution of KOH and a solution/solid ratio of 2 mL g-1. The variables temperature (100 and 150 °C), alkaline solution concentration (3 and 5 mol L-1) and reaction time (8, 24, 48 and 72 hours) were studied. The products obtained and the precursory ashes were characterized by its chemical composition (FRX), mineralogical (XRD), morphological (SEM), specific surface area (BET) and cation exchange capacity (CEC). From the determination of the crystalline structures (XRD) it was possible to identify the formation of the merlinoite and perlialite zeolites for some of the investigated conditions. The highest BET surface area was 102.42 m2 g-1 under the synthesis conditions of 150 °C, 5 mol L-1 and 72 hours. This value represented an increase of 30 times in the surface area comparing to the ash. The cation exchange capacity values varied between 0.71 and 2.02 meq NH4+ g-1 for the different conditions studied. Desulfurization tests were carried out for the samples that showed the best characterization results and its performance was compared with the precursor ash, activated carbon and commercial zeolite. Rupture curves and adsorption isotherms were constructed for these systems. The zeolites synthesized from ash showed higher values of maximum adsorption. The zeolite that showed the best adsorption result was synthesized at the conditions of 150 °C, 5 mol L-1 and 72 hours of reaction time, which also had the highest surface area value. Thus, the synthesis of zeolites from coal ash, generated in the combustion process in thermal plants, is shown as a potential application in the sense that these can be used in the plant to adsorb SO2 generated during combustion.

Neste trabalho foram testados métodos de obtenção de zeólitas e sílica amorfa a partir das cinzas volantes do carvão utilizado na Usina Termoelétrica Presidente Médici, Candiota, RS, tendo como objetivo principal a transformação de um resíduo sólido de grande impacto ambiental em materiais com maior valor agregado e uma ampla gama de aplicações. As matérias primas, assim como os produtos obtidos foram caracterizados por um conjunto de técnicas, a saber: Difratometria de Raios X(DRX), Fluorescência de Raios X(XFD), CHNS elementar, área superficial específica (BET), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para a síntese das zeólitas foi utilizado o processo em duas etapas que consiste em fusão alcalina seguida de tratamento hidrotérmico. Visando a comparação entre as estruturas formadas, os parâmetros avaliados neste processo foram: natureza da fonte de silício e alumínio, tempo de reação, temperatura de reação e proporção cinza/NaOH. As temperaturas utilizadas foram de 350°C, 600°C e 800°C .em tempos de 3h, 5h e 8h e as proporções cinza/NaOH de 1:1 e 1:2. As análises por difração de raios X dos produtos obtidos por fusão alcalina indicaram estruturas zeolíticas naqueles em que foram usadas as proporções cinza/NaOH de 1:1 em todas as temperaturas utilizadas neste processo variando os tempos de reação. Com a proporção cinza/NaOH de 1:2, não foram obtidas estruturas com características zeolíticas. Para a obtenção da sílica amorfa, as cinzas foram submetidas à fusão alcalina com NaOH seguida de lixiviação com HCl a 25%,sendo obtidos dois produtos:um a partir da fase gel e outro da fase precipitada Os produtos obtidos, analisados por difração de raios X apresentaram valores de 2θ (26,6) característicos da sílica amorfa. Uma avaliação semiquantitativa feita por fluorescência de raios X indica que a sílica amorfa precipitada apresentou pureza acima de 95% e a sílica amorfa obtida a partir do gel, apresentou pureza de 75%. / In this essay, methods of obtaining amorphous silica and zeolites from coal fly ash Presidente Médici Thermoelectric Power Plant have been tested, having as main objective the transformation of a large solid waste environmental impact in high value applicable materials. The raw materials, and the products were characterized by a set of techniques: particle size analysis, X-ray diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (XFD), CHNS elemental (BET) Scanning electron microscopy (SEM), Microscope bench. For the synthesis of zeólitas, the process was done in two steps. It consisted in alkaline fusion followed by hydrothermal treatment. The parameters evaluated in this process were the origin of the source of silicon and aluminum; reaction time, reaction temperature, proportion fly ash/ hydroxide. The temperatures used were 350 °C, 600 °C and 800 °C. To time of 3h, 5h and 8h and cinza/ NaOH proportion of 1:1 and 1:2 . The products obtained by alkaline fusion those in witch were subjected the proportion fly ash /NaOH 1:1 showed zeolitic structures at all temperatures used in this process by varying the reaction time. With the ratio fly ash/NaOH 1:2 not zeolitic structures were obtained.. To obtain amorphous silica, ash was subjected to alkali fusion with NaOH and treated with hydrochloric acid (25%). Two products were obtained: one from the gel phase and other from the the precipitated phase, The x-ray diffraction patterns shows a amorphous band in the 2 θ region in the range between 20° and 40° which is related to the amorphous silica. A semi quantitative evaluation by X-ray fluorescence shows that the amorphous precipitated silica had purity of above 95%, and amorphous silica obtained from gel showed 75% purity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-18T15:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Comparação entre os resultados de índice de Atividade Pozolânlca (IAP) obtidos por diversas metodologias de ensaios, para a avaliação de três tipos de pozolanas: cinza volante, sílica ativa e cinza da casca de arroz. Os resultados dos Índices de Atividade Pozolânica são comparados com resultados de resistências à compressão de argamassas com estas pozolanas, verificando-se a influência de alguns fatores que podem afetar a resistência das argamassas com cada tipo de pozolana. Os resultados indicaram que os índices de Atividade Pozolânica determinados pelas atuais metodologias não apresentam concordância com o real desempenho das pozolanas em argamassas, encontrando-se para cada ensaio diferentes IAPs para um mesmo material. Os fatores que mais apresentaram influência no desenvolvimento da resistência das argamassas foram a relação água/aglomerante, o tipo e teor de pozolana e a presença de aditivos redutores de água, fatores estes que não são controlados nas atuais metodologias para determinação de IAP.