Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:43:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274970.pdf: 22137327 bytes, checksum: edf58635b3a65de2a2a6bc7392cfbead (MD5) / Recentemente, o uso de fluido dinâmica computacional, CFD, vem ganhando espaço no setor siderúrgico impulsionado pela crescente demanda e pela acirrada concorrência do mercado mundial. As operações siderúrgicas são por excelência fisicamente complexas conjugando diversos fenômenos físicos a temperaturas extremamente elevadas. A abordagem multifásica dos problemas que envolvem a fluido dinâmica do metal líquido ainda é rara, e os sistemas são geralmente tratados como monofásicos. Uma operação unitária crítica onde esta simplificação não é razoável é a de vazamento do alto-forno, que se constitui num sistema onde pelo menos três fases fluidas estão presentes: ferro-gusa, escória e ar atmosférico. A operação tem por objetivo separar a escória do metal líquido e a sua eficiência é grandemente influenciada pela interação dinâmica do jato de ferro-gusa proveniente do alto-forno com a superfície líquida de ferro-gusa contida no canal de extravazamento. O tempo de vida do equipamento, o canal, é determinado pela taxa de desgaste de seu revestimento refratário. O mecanismo pelo qual se dá o desgaste é complexo e muito controverso, contudo, sabe-se que o comportamento fluido dinâmico do sistema está de alguma forma diretamente ligado ao processo. Como uma primeira abordagem do seu tipo, este trabalho propõe um modelo matemático que descreva apenas o escoamento bifásico tridimensional, transiente e turbulento de ferro-gusa, desconsiderando a escória. O sistema é tratado isotermicamente. O modelo foi resolvido numericamente uando-se o código comercial ANSYS CFX® Release 11. Os resultados obtidos demonstraram que a abordagem multifásica considerando a interação jato/superfície livre é a mais apropriada no tratamento do problema, pois várias características intrínsecas do escoamento, como por exemplo o comportamento oscilatório da superfície livre, escoamento vorticoso e reverso na zona de mergulho do jato, até então observadas apenas experimentalmnete ou na planta industrial, foram também observadas na simulação. Os perfis de desgaste obtidos na planta industrial foram comparados com os campos de velocidade, tensão de cisalhamento, fração volumétrica de ar, e energia cinética turbulenta, e constatou-se que os níveis de energia cinética turbulenta aparentam ser o principal fator facilitador do desgaste seguido pela velocidade superficial. Estes dados corroboram o que se têm escrito sobre o problema, reforçando a idéia de que há uma provável sobreposição de efeitos dos mais diversos, sendo um deles a geração de turbulência junto à zona de impacto e as tensões cisalhantes (pequenas, mas contínuas) infligidas pelo escoamento às paredes do canal, promovendo a sua erosão físico-química.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5438.pdf: 3446587 bytes, checksum: 582ddb721808f61e9c39774b9ef47b1a (MD5) Previous issue date: 2013-08-02 / Steel ladles are special vessels used for liquid steel transportation from the primary refining stage up to its solidification one at the casting shop. The MgO-C bricks have been used for lining this equipment due to its high chemical resistance to steel slags and thermal shock. However, new procedures during refining stages have increased the attack of the refractory lining, especially in the slag line, where the corrosion and wearing processes are intense. This fact has significant implications in reducing the ladle availability, leading to the need of intermediary repairs, besides increasing production costs and affecting the operational safety. In this context, the present study aims to evaluate the wear mechanisms of the steel ladle slag line by identifying the effects of some variables during the refractory production, placing and operation. In order to achieve that, the computational thermodynamics was widely used to understand the reactions and transformations that occur in complex systems, such as the interaction between refractory and slag. The software helped in evaluating the effect of raw materials, antioxidants additives and alternative materials (such as spinel) of new MgO-C ceramic compositions performance. The laboratory tests indicated the oxidation and corrosion as the main wearing mechanisms in MgOC refractory. In the first case, it was detected the importance to develop solutions for carbon protection, such as, applying a lining antioxidant coating for the first ladle heating. In addition, the slag conditioning efficiency to reduce the bricks corrosion rate was attested, due to the chemical potential decrease for dissolving the refractory constituents. Thus, this project has improved the knowledge of MgO-C behavior at high temperatures and also helped in the development of alternative solutions (focused in operational standards and formulations) to maximize the refractory performance. / Panelas de aço são recipientes especiais que transportam o aço líquido desde o final do refino primário até a sua solidificação no lingotamento. Os tijolos de MgO-C têm-se destacado no revestimento destes equipamentos devido a elevada resistência química às escórias siderúrgicas e ao choque térmico. Porém, as etapas de refino têm se tornado cada vez mais agressivas aos materiais cerâmicos, principalmente na linha de escória, onde os processos de corrosão e desgaste são intensos. Este fato tem implicações significativas na redução da disponibilidade de panelas na produção e na necessidade de reparos intermediários no revestimento, além de aumentar os custos produtivos e afetar a segurança operacional. Neste contexto, o presente estudo visou avaliar os mecanismos de desgaste na linha de escória das panelas de aço, identificando os efeitos das variáveis durante a fabricação, instalação e operação dos refratários. Para tanto, a termodinâmica computacional foi amplamente utilizada para entendimento das reações e transformações que ocorrem em sistemas complexos, como no caso da interação entre refratário e escória. Esta ferramenta auxiliou na avaliação do efeito das matérias-primas, aditivos antioxidantes e materiais substitutos (como espinélio) no desempenho de novas composições cerâmicas do sistema MgOC. Os ensaios laboratoriais indicaram a oxidação e a corrosão como os principais mecanismos de desgaste dos refratários MgO-C. No primeiro caso, verificou-se a importância de soluções na proteção ao carbono do revestimento, como por exemplo, a aplicação de tinta antioxidante no primeiro aquecimento. Adicionalmente, confirmou-se a eficiência do condicionamento de escórias na redução das taxas de corrosão dos tijolos, devido a redução do potencial químico de dissolução dos constituintes dos refratários. Assim, este projeto auxiliou a compreender o comportamento do sistema MgO-C em altas temperaturas e a propor soluções que maximizem a resistência físico-química deste refratário.

Nos últimos anos, uma atenção considerável tem sido dada para o desenvolvimento de cimentos especiais, capazes de reduzir as emissões de CO2 e de energia, bem como o consumo de calcário. Cimentos supersulfatados são compostos principalmente de escória de alto forno (80-90%), sulfato de cálcio (10-20%) e um ativador alcalino, tal como o cimento Portland (cerca de 5%) ou hidróxidos de metais alcalinos. Os cimentos supersulfatados (CSS) foram usados nos anos entre 1950- 1960 na Europa, especialmente para aplicações em concretos, mas o seu menor ganho de resistência em idades iniciais limitava a sua aplicação comercial. Mais tarde, mudança no processo de fabricação do ferro gerou implicou na geração de escórias que deixaram de apresentar o conteúdo mínimo de Al2O3 exigido para CSS, levando a sua utilização alternativa em misturas com cimento Portland (Cimento de alto forno). Recentemente, a norma para o cimento supersulfatado na Europa foi substituída pela norma EN 15743 (2010), no entanto, o mecanismo de hidratação bem como a sua composição ótima não são bem compreendidos. Nesta pesquisa, o efeito do tipo e teor de ativador alcalino (hidróxidos) e das proporções de escória e anidrita foi estudado. Os hidróxidos de cálcio e potássio foram estudados em teores de 0,2, 0,5 e 0,8% em formulações de CSS contendo entre 80 - 90% de escória de alto-forno e 10-20% de sulfato de cálcio (anidrita). Através de análise de resistência à compressão verificou-se que os teores de ativadores alcalinos apresentaram maior influência em comparação às proporções de anidrita e escória. Argamassas moldadas com KOH como ativador alcalino, com 0,2 e 0,5% apresentaram os maiores valores para resistência à compressão enquanto que as argamassas elaboradas com Ca(OH)2 apresentaram maior valor 0,8%. Todos os cimentos elaborados com utilização de 0,5% de KOH como ativador alcalino, e as proporções com 85% de escória e 15% de anidrita encontram-se dentro das exigências da EN 2010. Entretanto, nenhum dos cimentos elaborados com 0,8% de KOH atingiram o limite, apenas aqueles elaborados com 0,8% de Ca(OH)2. As medidas calorimétricas confirmaram que a utilização de KOH fornece maiores fluxos de calor e maior calor acumulado quando comparado com Ca(OH)2. Para ambos os ativadores, maiores teores aumentaram o fluxo de calor e o calor acumulado. As análises microestruturais (DRX, TG/DTG, MEV) comprovam que os principais produtos de hidratação dos cimentos supersulfatados são as fases de etringita, gipsita e C-S-H, e também que o teor de ativador alcalino influência na disposição de anidrita (sulfato de cálcio) na matriz sólida de cimento. A anidrita ue deveria ser consumida para formação de etringita, quando muito solúvel, propicia a maior formação da fase hidratada gipsita. / In recent years, considerable attention has been given to the development of special cements that can reduce CO2 emissions and energy and the consumption of limestone. Supersulfated cement are mainly composed of blast furnace slag (80- 90%), calcium sulfate (10-20%) and an alkaline activator such as Portland cement (around 5%) or alkali metal hydroxides. The supersulfated cements (SSC) were used in the years between 1950 to 1960 in Europe, especially for applications in concrete, but its lower gain strength at initial age limited their commercial application. Later changes in iron manufacturing processes generated slag which Al2O3 no longer met the requirement of minimum content required for SSC, leading to its alternative use mixtures of Portland cement (blast furnace cement). Recently, the standard for Europe supersulfated cement was replaced by EN 15743 (2010), however, the hydration mechanism and its optimum proportion are not well understood. In this study, the effects of the type and content of the alkali activator (hydroxides) and the content of slag and anhydrite were studied. The calcium and potassium hydroxide were studied in 0.2, 0.5 and 0.8% with SSC formulations containing 80 - 90% blast furnace slag and 10-20% sulfate calcium (anhydrite). Compressive strength tests showed that the content of alkaline activators influenced more than slag/anhydrite content. Mortars made with KOH with of 0.2 and 0.5% presented the highest compressive strength values; however, mortars made prepared with Ca(OH)2 presented the highest values with 0.8%. All cements prepared with 0.5% KOH as alkaline activator containing 85% of slag and 15% of anhydrite reached the EN 15743 requirements. The calorimetric measurements confirmed that the KOH provided higher heat flow rate and increased the total heat in relation to Ca(OH)2. The microstructural analysis (XRD, TG/DTG, SEM) confirmed ettringite, gypsum and C-S-H as main phases. The anhydrite should be consumed for the formation of ettringite, however when very soluble, provided a higher formation of gypsum phase.

Nos últimos anos, uma atenção considerável tem sido dada para o desenvolvimento de cimentos especiais, capazes de reduzir as emissões de CO2 e de energia, bem como o consumo de calcário. Cimentos supersulfatados são compostos principalmente de escória de alto forno (80-90%), sulfato de cálcio (10-20%) e um ativador alcalino, tal como o cimento Portland (cerca de 5%) ou hidróxidos de metais alcalinos. Os cimentos supersulfatados (CSS) foram usados nos anos entre 1950- 1960 na Europa, especialmente para aplicações em concretos, mas o seu menor ganho de resistência em idades iniciais limitava a sua aplicação comercial. Mais tarde, mudança no processo de fabricação do ferro gerou implicou na geração de escórias que deixaram de apresentar o conteúdo mínimo de Al2O3 exigido para CSS, levando a sua utilização alternativa em misturas com cimento Portland (Cimento de alto forno). Recentemente, a norma para o cimento supersulfatado na Europa foi substituída pela norma EN 15743 (2010), no entanto, o mecanismo de hidratação bem como a sua composição ótima não são bem compreendidos. Nesta pesquisa, o efeito do tipo e teor de ativador alcalino (hidróxidos) e das proporções de escória e anidrita foi estudado. Os hidróxidos de cálcio e potássio foram estudados em teores de 0,2, 0,5 e 0,8% em formulações de CSS contendo entre 80 - 90% de escória de alto-forno e 10-20% de sulfato de cálcio (anidrita). Através de análise de resistência à compressão verificou-se que os teores de ativadores alcalinos apresentaram maior influência em comparação às proporções de anidrita e escória. Argamassas moldadas com KOH como ativador alcalino, com 0,2 e 0,5% apresentaram os maiores valores para resistência à compressão enquanto que as argamassas elaboradas com Ca(OH)2 apresentaram maior valor 0,8%. Todos os cimentos elaborados com utilização de 0,5% de KOH como ativador alcalino, e as proporções com 85% de escória e 15% de anidrita encontram-se dentro das exigências da EN 2010. Entretanto, nenhum dos cimentos elaborados com 0,8% de KOH atingiram o limite, apenas aqueles elaborados com 0,8% de Ca(OH)2. As medidas calorimétricas confirmaram que a utilização de KOH fornece maiores fluxos de calor e maior calor acumulado quando comparado com Ca(OH)2. Para ambos os ativadores, maiores teores aumentaram o fluxo de calor e o calor acumulado. As análises microestruturais (DRX, TG/DTG, MEV) comprovam que os principais produtos de hidratação dos cimentos supersulfatados são as fases de etringita, gipsita e C-S-H, e também que o teor de ativador alcalino influência na disposição de anidrita (sulfato de cálcio) na matriz sólida de cimento. A anidrita ue deveria ser consumida para formação de etringita, quando muito solúvel, propicia a maior formação da fase hidratada gipsita. / In recent years, considerable attention has been given to the development of special cements that can reduce CO2 emissions and energy and the consumption of limestone. Supersulfated cement are mainly composed of blast furnace slag (80- 90%), calcium sulfate (10-20%) and an alkaline activator such as Portland cement (around 5%) or alkali metal hydroxides. The supersulfated cements (SSC) were used in the years between 1950 to 1960 in Europe, especially for applications in concrete, but its lower gain strength at initial age limited their commercial application. Later changes in iron manufacturing processes generated slag which Al2O3 no longer met the requirement of minimum content required for SSC, leading to its alternative use mixtures of Portland cement (blast furnace cement). Recently, the standard for Europe supersulfated cement was replaced by EN 15743 (2010), however, the hydration mechanism and its optimum proportion are not well understood. In this study, the effects of the type and content of the alkali activator (hydroxides) and the content of slag and anhydrite were studied. The calcium and potassium hydroxide were studied in 0.2, 0.5 and 0.8% with SSC formulations containing 80 - 90% blast furnace slag and 10-20% sulfate calcium (anhydrite). Compressive strength tests showed that the content of alkaline activators influenced more than slag/anhydrite content. Mortars made with KOH with of 0.2 and 0.5% presented the highest compressive strength values; however, mortars made prepared with Ca(OH)2 presented the highest values with 0.8%. All cements prepared with 0.5% KOH as alkaline activator containing 85% of slag and 15% of anhydrite reached the EN 15743 requirements. The calorimetric measurements confirmed that the KOH provided higher heat flow rate and increased the total heat in relation to Ca(OH)2. The microstructural analysis (XRD, TG/DTG, SEM) confirmed ettringite, gypsum and C-S-H as main phases. The anhydrite should be consumed for the formation of ettringite, however when very soluble, provided a higher formation of gypsum phase.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-16T12:42:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_UtilizacaoEscoriaProduzida.pdf: 2591125 bytes, checksum: ca676260735fd6ac093152fce1282a40 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-20T12:37:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_UtilizacaoEscoriaProduzida.pdf: 2591125 bytes, checksum: ca676260735fd6ac093152fce1282a40 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T12:37:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_UtilizacaoEscoriaProduzida.pdf: 2591125 bytes, checksum: ca676260735fd6ac093152fce1282a40 (MD5) Previous issue date: 2014-01-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A produção de aço exige diversas etapas e gera grandes quantidades de escórias, cujos estoques crescentes vêm preocupando metalurgistas e ambientalistas, com vistas à utilização racional desse subproduto industrial, de maneira a minimizar possíveis problemas ambientais. Nesse sentido, a construção civil apresenta-se como um setor bastante apto à utilização de técnicas de reaproveitamento, de resíduos e subprodutos, proveniente das mais diversas indústrias. Além dos benefícios ambientais, como a redução do consumo de recursos naturais não-renováveis, o surgimento de materiais de construção alternativos possibilita a diminuição no custo da construção, fator importante quando avalia-se o déficit habitacional existente no Brasil. Nesta pesquisa, é estudada a possibilidade da reciclagem da escória de alto-forno, partindo-se da hipótese que é viável sua utilização como agregados graúdos e miúdos para concretos. Sua influência é estudada sobre a característica do concreto no estado fresco (trabalhabilidade) e no estado endurecido (resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade). Na realização deste trabalho variou-se os teores de substituição da escória de alto-forno, as relações água/cimento e as idades de rompimento dos corpos-de-prova. A metodologia baseou-se em ensaios laboratoriais e no uso de ferramentas estatísticas para a validação dos resultados. Com os resultados obtidos neste estudo, verificou-se que a utilização de elevados teores de escória de alto-forno como agregado graúdo e miúdo para concretos, de uma maneira geral, ou não teve nenhuma influência ou não exerceram uma influência positiva sobre as propriedades estudadas. Conclui-se que os resultados encontrados apontaram para a não viabilidade técnica da utilização deste resíduo como agregados para concretos. / The steel production requires many stages and generates large quantities of slag, these rising stocks are worrying metallurgists and environmentalists aiming the rational use of this industrial byproduct, in order to minimize possibles environmental problems. In this sense, the civil construction presents a quite fit sector to the use of reuse techniques, of wastes and byproducts, from different industries. Besides the environmental benefits, like the reduction of non-renewable natural resources, the emergence alternative construction materials enables the reduction in the cost of construction, important factor when is evaluated the deficiency existing housing in Brazil. In this research is studied a possible recycling of blast furnace slag, from of hypothesis that is viable its utilization as coarse aggregate and fine aggregate for concretes. Its influence is studied on the characteristic of concrete in fresh state (workability) and in hardened state (axial compressive strength, tensile strength by diametral compression and elastic modulus). In this work the content of substitutions of blast furnace slag was diversified, the water-to-cement ratio and the ages of breaking of the specimens. The used methodology was based on lab rehearsals and in the use of statistical tools to validate the results. With the results obtained in this study, it was found that the use of large amounts of blast furnace slag as coarse and kid aggregate for concrete, in general, had no influence or not exerted a positive influence in the studied properties. We conclude that the findings pointed to the non-technical viability of using this waste as aggregates for concrete.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4018410 bytes, checksum: feed045553b762ef8c1ac9447d0f42b0 (MD5) Previous issue date: 2013-03-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research work was aimed towards the geotechnical characterization of samples from iron ore rejects coming from flotation and magnetic separation processes, together with the addition of LD steel slag, in order to use these materials as components for base of paved roads. In order to reach such goal, this research work was also concentrated in studying techniques for the utilization of such materials considered as rejects of the iron ore industry, considering the use of mixtures from flotation and magnetic separation rejects combined with LD steel slag and local granular soils, in order to reduce environmental effects caused by conventional methods of storage of these rejects in tailing dams and pile rejects, generally disposed at the mine environment.The findings of the experimental program carried out through this research were based on the following geotechnical testes: characterization; compaction and CBR performed at normal, intermediary and modified compaction efforts; triaxial drained tests; resilient modulus tests; and sand equivalent test. Test results from granulometric stabilization techniques as well as those obtained from CBR and expansion tests, showed that the studied iron ore rejects are suitable for being used as subbase layers of flexible pavements, according to the "Design method of flexible pavements" from DNIT. Also, the laboratory testing program consisted of performing repeated load triaxial resilient modulus tests for these rejects and their mixtures. The best constitutive relationship was the one relating the resilient modulus and the bulk stress, M R = K 1θ K 2 . Finally, laboratory test results showed that these rejects and their mixtures are potentially suitable for application in pavement structures. / Este trabalho teve como objetivo a investigação em laboratório das características e propriedades geotécnicas (físicas e mecânicas) de rejeitos de minério de ferro (oriundos dos processos de flotação e concentração magnéticas) e escória de aciaria LD, com o propósito de inseri-los como material de construção em pavimentos rodoviários. Para tanto, nesta dissertação buscou-se encontrar técnicas de aproveitamento de materiais considerados como rejeitos dos processos do beneficiamento de minério de ferro, fazendo uso de misturas entre os rejeitos de flotação, de concentração magnética, escória de aciaria e cascalho, de forma a reduzir os impactos ambientais oriundos do seu armazenamento dentro da circunscrição da mina. Os resultados encontrados através do programa experimental realizado para a formulação desta dissertação basearam-se em um programa experimental com a seguintes ensaios geotécnicos: caracterização; compactação e CBR (Califórnia Bearing Ratio), nas energias de Proctor normal, intermediário e modificado; ensaios triaxiais drenados e triaxiais de cargas repetidas (módulo de resiliência); e, por ultimo, equivalente de areia. Os resultados da composição granulométrica assim como os resultados de CBR bem como suas expansões, indicaram que os rejeitos estudados são compatíveis para utilização como materiais de sub- base de pavimentos flexíveis, segundo o "Método de Projetos de Pavimentos Flexíveis" do DNIT. O melhor ajuste dos resultados de módulo de resiliência em termos de R2 foi o modelo que utiliza a primeira invariante de tensões, M R= K1 θ K2. Logo as misturas desses materiais apresentam potencial para serem utilizados em camadas de pavimento.

Enquanto que na produção do cimento Portland é feita a extração de matérias-primas não renováveis e o lançamento de CO2 de forma excessiva; a fabricação dos cimentos álcali ativados não envolve a calcinação dos materiais e pode utilizar como matéria-prima subprodutos da indústria. Nesse contexto, os cimentos álcali ativados surgem como uma nova classe de materiais aglomerantes de bom desempenho e baixo impacto ambiental, os quais podem ser sintetizados unicamente com resíduos, como por exemplo, escórias de alto forno ativadas com diferentes produtos alcalinos, gerando materiais com características interessantes para aplicações na construção civil. Em função da composição química, as escórias de alto forno geradas em fornos a coque são empregadas como adição ao cimento Portland; entretanto, aquelas oriundas de fornos a carvão vegetal não encontram a mesma destinação pois normalmente não se adequam aos módulos de basicidade prescritos nas normas, implicando assim um passivo ambiental. Esta pesquisa tem por objetivo à obtenção de cimentos álcali ativados (CAT) visando a valorização da escória A (ácida). Também foi utilizada uma escória proveniente de alto forno a coque (B) como matéria-prima, a fim de comparar a composição química de ambas. Foram elaboradas composições iniciais de CAT com hidróxido de sódio (NaOH) como ativador, as quais foram submetidas a dois processos de cura (úmida e imersa) para testes iniciais. A cura imersa se mostrou menos propícia no uso da escória como ligante, uma vez que o contato com a água lixivia o material diminuindo sua superfície de contato, o que traz consequências no desenvolvimento mecânico e da microestrutura. Já em cura úmida, com 5% de NaOH como ativador, as argamassas de escória A obtiveram ótimo desempenho mecânico, atingindo valores próximos a 45MPa aos 28 dias; sendo que o desenvolvimento da fase de C-S-H e hidrotalcita pôde ser observada a partir dos difratogramas de raios-X e análises térmicas. A escória B desenvolveu menor resistência na presença do ativador, mas as mesmas fases foram observadas em ambas as composições; constatando-se então que a composição química da matéria-prima tem forte influência no desempenho dos CAT’s. / While production of Portland cement is made the extraction of non-renewable raw materials and the release of CO2 excessively; the manufacture of alkali activated cement does not involve the calcination of materials and can be used as raw material byproducts of industry. In this context, the alkali activated cements emerge as a new class of binder materials of good performance and low environmental impact, which can be synthesized only with waste, such as slag in blast furnace activated with different alkalis generating materials with characteristics interesting for applications in construction. Depending on the chemical composition, blast furnace slag generated in coke ovens are used as addition to Portland cement; however, those from charcoal ovens are not the same destination as usually is inappropriate the basicity modules prescribed in the rules, thus implying an environmental liability. This research has the purpose to obtain activated alkali cements (CAT) aimed at the valorisation of the slag (acid). Also used was a blast furnace from coke (B) as raw material, in order to compare the chemical composition of both. CAT initial compositions with sodium hydroxide was prepared (NaOH) as an activator, which were subjected to two curing processes (wet and immersed) for initial testing. The immersed cure was less benign in the use of slag as a binder caused a lower compressive strenght, since the contact with the water solubilizing the material reducing its contact surface. In wet cure, with 5% NaOH as an activator, the slag mortars A obtained high mechanical performance, arriving values close to 45MPa at 28 days; the development of C-S-H and hydrotalcite phase was observed from the XRD patterns of X-rays and thermal analysis. Slag B developed less strenght in the presence of the activator, but the same phases were observed in both compositions. It was possible to verify that the chemical composition of raw material had strong influence on the performance of the CAT’s.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Lacy Santos.pdf: 610209 bytes, checksum: 3345388b917bb47a5a2901cd23eb9383 (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Este trabalho objetivou avaliar o uso de diferentes materiais corretivos de acidez do solo no desenvolvimento inicial e nutrição mineral da mamona em condição de casa de vegetação. O experimento foi montado num esquema fatorial 2x6, sendo dois Latossolos (LVA I e LVA II), e cinco materiais corretivos de acidez do solo (calcário, resíduo de mármore, escória de metalurgia, produto proveniente de algas marinhas, resíduo de rocha (50% mármore + 50% granito), e testemunha (sem aplicação de corretivo), num delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. A mamoneira (cultivar IAC-80) foi cultivada por 45 dias em casa de vegetação, com duas plantas de mamona por vaso. Ao final do período procedeu-se a quantificação da matéria seca da parte aérea (folha e caule), matéria seca da raiz e volume de raízes e determinaram-se os teores e acúmulos de P, K, Ca e Mg na folha e no caule. Os dados foram submetidos à análise de variância e quando significativos foi utilizado o teste de F a 5 % de probabilidade para comparação das médias dos resultados através de contrastes. Os resultados mostraram que houve comportamento diferenciado dos materiais corretivos de acidez e dos solos sobre o desenvolvimento inicial e a nutrição mineral da mamoneira. Para ambos os solos, de maneira geral, o uso de materiais corretivos proporcionou maior desenvolvimento inicial da mamoneira em relação à testemunha (sem aplicação de corretivo), evidenciando a importância da correção da acidez do solo para a cultura. A aplicação de materiais corretivos da acidez promoveu uma redução dos teores de P, K na parte aérea da mamoneira, dado o efeito de diluição, pela maior produção de matéria seca. A aplicação dos materiais corretivos permitiu a elevação dos teores Ca e Mg na parte aérea da mamoneira em relação à testemunha, somente no solo LVA II, o qual apresentava, originalmente, menor disponibilidade destes nutrientes em relação ao LVA I (Tabela 1). De maneira geral, os maiores valores de acúmulo dos nutrientes ocorreram nos tratamentos que proporcionaram maior produção de matéria seca, com destaque para os corretivos resíduo de mármore e resíduo de mármore (50%) + resíduo de granito (50%) que promoveram maior acúmulo de K, Ca e Mg tanto na folha quanto no caule da mamoneira, no LVA II. A utilização de materiais corretivos em solos ácidos cultivados com mamoneira demonstrou potencial no desenvolvimento inicial e na nutrição mineral desta cultura nas condições avaliadas / This study aimed to evaluate the use of different correctives materials of Soil acidity in the initial development and mineral nutrition in castor bean crops greenhouse condition. The experiment was a factorial scheme of 2x6, two soils Oxisols (LVA I and II), and five of corrective materials of soil acidity (limestone, marble waste, metallurgy slag, product from seaweed, waste rock (50% + 50% marble granite), and control (without application of lime) in a randomized block design with four repetitions. The Castor tree (IAC-80), cultivated for 45 days in a greenhouse, two plants of castor bean by vessel. At this time we proceeded to quantify the dry matter of the shoot (leaf and stem), root dry matter and root volume and measured the contents and accumulation of P, K, Ca and Mg in leaves and stem. Data were subjected to analysis of variance and significant when we used the F test at 5% probability to compare the average of results through contrasts. The results showed different behaviors of the materials for acidity of soil on the mineral nutrition and initial development of castor bean. For both soils, in general, the use of corrective materials provided greater initial development of castor bean in relation to control (without application of corrective), highlighting the importance of acidity in the soil for this culture. The application of corrective materials promoted a reduction of acidity of P, K in the shoot of castor beans, given the dilution effect, by the higher dry matter production. The application of corrective materials allowed high levels of Ca and Mg in shoots of castor bean in relation the control, only the soil LVA II, which originally presented lower nutrient availability in relation to the LVA I (Table 1). In Generally, the higher accumulation of nutrients occurred in the treatments that showed higher dry matter production, especially the Marble and lime residue, marble residue (50%) + granite waste (50%) that promoted a higher accumulation of K, Ca and Mg in both the leaf and the stem of the castor bean, the LVA II. The use of corrective materials in acid soils cultivated with castor bean showed a potential in the initial developent and mineral nutrition of this crop under the conditions evaluated

A utilização de resíduos industriais na produção de materiais pode mitigar os impactos gerados pelo agente gerador. A utilização na costrução civil de materiais gerados a partir de resíduos, minimizaria também os impactos gerados pela extração de recursos naturais para este setor. Os resíduos industriais utilizados nesta pesquisa são classificados como resíduos perigosos e, sendo a pesquisa sustentada na hipótese de que é possível produzir um material cerâmico para utilização na construção civil a partir de lodo de indústria de placa de circuito impresso, lama vermelha do processamento de bauxita e escória siderúrgica, foram produzidas composições cerâmicas utilizando estes resíduos como matéria prima. Os corpos de prova (CPs) foram confeccionados com 20g em molde de 20x60 mm e com prensa uniaxial de 5 MPa. Os CPs foram sinterizados à temperaturas de 800, 900, 1000, 1050, 1100 e 1150°C durante 6 horas. Foram realizadas análises de umidade, granulometria, densidade, perda ao fogo, FRX, DRX, MEV/EDS, retração linear de queima, absorção de água, resistência à flexão e lixiviação, a fim de caracterizar as matérias primas e o material cerâmico desenvolvido. Os resultados demonstram que houve fusão dos elementos que compõem as matérias primas. A composição que apresentou o melhor resultado alcançou 5,48 MPa de resistência à flexão, 4,57% de retração linear de queima, 2,06 de densidade e 19,94% de absorção de água. O resultado do ensaio de lixiviação aponta que o material cerâmico após a sinterização apresenta traços de Pb, tendo imobilizado apenas parte dos metais pesados analisados presentes na composição dos corpos de prova, o que o classifica como resíduo perigoso. Em comparação com as normas brasileiras, os aspectos de absorção de água e resistência atenderam aos requisitos para uso em blocos cerâmicos para alvenaria estrutural e nas categorias A, B e C de tijolos maciços comuns para alvenaria, respectivamente, no entanto, a imobilização de metais pesados carece de ajustes para que se alcance um material cerâmico inerte. / The use of industrial waste in the production of materials can mitigate the impacts generated by the generating agent. The use in civil construction of materials generated from waste, would also minimize the impacts generated by the extraction of natural resources for this sector. The industrial waste used in this research is classified as hazardous waste and the research is based on the hypothesis that it is possible to produce a ceramic material for use in civil construction from printed circuit board industry sludge, bauxite red processing sludge and steel slag, ceramic compositions using these residues as raw material were produced. The sample were made with 20g in mold 20x60 mm and with uniaxial press 5 MPa. The sample were sintered at temperatures of 800, 900, 1000, 1050, 1100 and 1150°C for 6 hours. Moisture tests were carried out, density, granulometry, loss on ignition, XRF, XRD, SEM/EDS, linear firing shrinkage, water absorption, flexural strength and leaching in order to characterize the materials and the ceramic material developed. The results show that there has been fusion of the components of the raw materials. The composition showed the best result achieved flexural strength 5.48 MPa, 4.57% of linear firing decrease, 2.06 density and 19.94% water absorption. The results of the leaching test indicate that the ceramic material after sintering presents traces of Pb, having immobilized only part of the analyzed heavy metals present in the composition of the test specimens, which classifies it as hazardous waste. In comparison with the Brazilian standards, the water absorption and resistance aspects met the requirements for use in ceramic blocks for structural masonry and in categories A, B and C of solid bricks common for masonry, respectively, however, the immobilization of metals is required to achieve an inert ceramic material.