Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-18Bitstream added on 2014-06-13T18:52:30Z : No. of bitstreams: 1 leite_rm_me_botfca.pdf: 900205 bytes, checksum: b5ec7670608ceeed67a5807c39d81b4e (MD5) / A escória de siderurgia é um dos resíduos gerados durante a produção de ferro-gusa. O Brasil é um dos maiores produtores de ferro-gusa e isso significa geração de aproximadamente dez milhões de toneladas por ano deste passivo ambiental. Entretanto, as escórias básicas de siderurgia podem ser usadas como corretivos de acidez do solo, fornecendo cálcio, magnésio e silício, sendo que o seu uso evita a extração de outros produtos da natureza, como o calcário, por exemplo. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a influência das escórias de siderurgia no crescimento e nutrição do eucalipto na sua fase inicial (6 meses pós plantio) e nos atributos químicos do solo. O experimento foi conduzido em Latossolo e Neossolo Quartzarênico e foi analisado de duas formas: 1ª) avaliação do efeito da aplicação de doses crescentes de escória (doses proporcionais a zero; 300; 600; 1200 e 2400 kg/ha); e 2ª) comparação do tratamento equivalente a 2400 kg/ha de escória com testemunha absoluta, adubação química (somente NPK) e calcário. O delineamento experimental foi o de blocos inteiramente casualizados, com seis repetições. Foram realizadas análises químicas de solo aos três e aos seis meses após o início da condução do experimento. Avaliou-se mensalmente a altura e o diâmetro das plantas e, ao encerramento, quantificou-se massa verde e massa seca de folhas, galhos, tronco e raízes, área foliar, teores de macro e micronutrientes e silício nas folhas, galhos, tronco e raízes. Os dados foram analisados estatisticamente com o auxílio do programa SISVAR.2 Os resultados indicaram que, após três meses, a aplicação de 2400 kg/ha de escória proporcionou aumento do pH e V% do solo e redução da acidez potencial em ambos os solos. Após seis meses do plantio, os valores de pH foram semelhantes quando se comparou a dose de 2400 kg/ha com o calcário... / Blast furnace slag is one of residues generated during cast-iron production. Brazil is one of the largest producers of cast-iron. This means the generation of approximately ten million tonnes per year of environmental liabilities. However, slag can be used as soil pH-correcting material supplying calcium, magnesium and silicon, and that its use prevents the extraction of other products of nature, such as limestone, for example. The objectives of this study were to evaluate the influence of blast furnace slags on growth and nutrition of eucalyptus in its initial phase (6 months after planting) and chemical soil attributes. The experiment was conducted in Oxisol and a Typic Quartzipsamment and was analyzed in two ways: 1st) evaluation of the effect of application of increasing slag doses (rates proportional to zero, 300, 600; 1200 and 2400 kg / ha), and 2nd) comparison of a treatment equivalent to 2400 kg / ha of slag against an absolute control, chemical fertilization (NPK only) and limestone. The experimental design consisted of completely randomized blocks with six repetitions. Soil chemical analyses were performed three and six months after installation of the experiment. It was evaluated monthly height and diameter of the plants and the closure, is quantified green and dry mass of leaves, branches, trunk and roots, leaf area; macronutrient, micronutrient, and silicon in the leaves, branches, trunk and roots . The data were analyzed statistically using the SISVAR software program. The results indicated that, after three months, the application of 2400 kg / ha of slag increased soil pH and V%, and decreased potential acidity in both soils. Six months after planting, pH values were similar when the 2,400 kg / ha dose was compared with the dose of limestone. Increased slag doses provided increased green and dry mass production of leaves, leaf area, and dry mass of branches, increased leaf... (Complete abstract click electronic acess below)

Resumo: A escória de aciaria como um material corretivo, fonte de silício e sua interação com a adubação nitrogenada poderá beneficiar a nutrição e a produção da cultura do arroz. Entretanto, poderá afetar a atividade biológica do solo, devido à presença de metais pesados na sua composição química. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a escória de aciaria como material corretivo e como fonte de silício e a sua interação com a adubação nitrogenada na nutrição e na produção da cultura do arroz. Para isso instalou-se experimento em casa de vegetação na UNESP/Campus Jaboticabal, com a cultura do arroz (cv IAC 202) em vasos, preenchidos com um Latossolo Vermelho distrófico. Os tratamentos foram constituídos por duas fontes de material corretivo (calcário dolomítico e escória de aciaria), três doses em ECaCO3 (1,3; 2,6 e 5,2 g dm-3) e três doses de N (80, 160 e 320 mg dm-3). O delineamento experimental foi em blocos casualizados, analisado em esquema fatorial 2x3x3+1, com quatro repetições. Após 90 dias de incubação do solo avaliaram-se as características químicas do solo e após 120 dias do transplantio das plântulas de arroz, a atividade enzimática e teor de Si do solo, o estado nutricional (teores de nutrientes e de silício na planta) e o crescimento e a produção do arroz. Os resultados indicaram que a maior produção de grãos ocorreu com a aplicação de calcário na dose de 2,6 ECaCO3 (V= 50%) e de nitrogênio na dose de 160 mg dm-3. O uso da escória de aciaria foi semelhante ao do calcário na neutralização da acidez do solo e, ainda, aumentou a disponibilidade de silício no solo. As doses de nitrogênio diminuíram o teor de Si na parte aérea (colmo+folhas) do arroz. A adubação nitrogenada aumentou a absorção de nitrogênio, favoreceu o acúmulo de silício e nitrogênio na planta e promoveu maior produção de massa seca... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Slag as a corrective material and silicon source could benefit the nutrition and yield in rice cultivation due to its interaction with nitrogen fertilization. However, the slag could affect the biologic activity of the soil because of the presence of heavy metals in its chemical composition. Thus, the objective of this work was to evaluate slag as a corrective material and as silicon source as well as its interaction with nitrogen fertilization in the nutrition and the production of rice crops. For this reason an experiment with the culture of rice (cv IAC 202) in pots filled with acid dystrophic Red Latosol was carried out in a greenhouse in UNESP/Jaboticabal. The treatments which were applied were constituted of two corrective sources (dolomitic limestone and slag), three doses of correctives in ECaCO3 (1,3; 2,6 and 5,2 g dm-3) and three doses of nitrogen (80, 160 e 320 mg dm-3). The experimental design was in randomized blocks with a factorial scheme 2x3x3+1 with four replications. Ninety days after incubation, the characteristics of the fertility of the soil were evaluated and one hundred and twenty (120) days after planting the rice, the enzymatic activity and the silicon content of the soil, the nutritional status (content of the nutrients and silicon in plants) and the growth and the production of the rice were also evaluated. The results show that the greatest production of grains occurred with the application of limestone in the dose of 2,6 ECaCO3 (V= 50%) and of nitrogen in the 160 doses of mg dm-3. The result of the application of the slag was similar to that of the limestone in the neutralization of the acidity of the soil, moreover, it increased silicon availability. The doses of nitrogen diminished the content of Si in the rice (stem and leaf). Nitrogen fertilization also increased the absorption of nitrogen, favored the accumulation of silicon and nitrogen in the plants... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Renato de Mello Prado / Coorientadora: William Natale / Banca: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Gaspar Henrique Korndörfer / Banca: Arthur Bernardes Cecílio Filho / Banca: Jairo Osvaldo Cazetta / Doutor

Orientador: Renato de Mello Prado / Banca: William Natale / Banca: Francisco Maximino Fernandes / Resumo: Estudos vêm mostrando que a aplicação de Si pode garantir a máxima eficiência do N, sustentando o potencial das plantas, especialmente da cana-de-açúcar em sistemas altamente produtivos. Nesse sentido, objetivou-se avaliar os atributos químicos do solo, a nutrição, o crescimento, a produção de colmos e a qualidade tecnológica da quarta soqueira da cana-de-açúcar, em função de doses de nitrogênio na ausência e na presença de silício. O experimento foi realizado em condições de campo, no período de julho de 2012 a julho de 2013, na área experimental da UNESP - Câmpus de Jaboticabal-SP. O solo da área experimental foi classificado como Latossolo Vermelho Distrófico. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 5x2, sendo cinco doses de nitrogênio (0; 40; 80; 120 e 160 kg ha-1 de N) e dois materiais corretivos, a escória e o calcário, com quatro repetições. O trabalho foi realizado na quarta soqueira da cana-de-açúcar utilizando a variedade RB 855156. Durante a condução do experimento foram avaliados os atributos químicos do solo; estado nutricional das plantas, crescimento; produção de colmos; acúmulo de N e de Si na folha e no colmo além da qualidade tecnológica da cana-de-açúcar. A adubação nitrogenada associada ao uso de escória apresentou comportamento semelhante ao calcário na melhoria dos atributos químicos do solo. Houve melhor fertilidade do solo nas camadas superficiais; entretanto, a interação tratamento principal (cinco doses de N e dois materiais corretivos a escória e calcário) e secundário (quatro camadas do solo 0-10; 10-20; 20-40 e 40-60 cm) não influenciou nos atributos químicos do solo. A interação entre doses de N e uso de escória e calcário promoveu melhorias no estado nutricional e aumentou o acúmulo de N e de Si na cana-de-açúcar. A adubação nitrogenada, associada ao uso de corretivos, promoveu melhorias nas variáveis ... / Abstract: Studies have shown that Si application can ensure maximum expression of N, supporting the potential of plants especially sugar cane in highly productive systems. In this sense it was aimed to evaluate chemical properties of soil, nutrition, growth straw yield and technological quality of the fourth ratoon sugar cane due to nitrogen levels in the absence and presence of silicon. The experiment was conducted in the field, from July 2012 to July 2013 in the experimental area at UNESP - Câmpus of Jaboticabal-SP. The experimental area was classified as Latossolo Vermelho Distrófico. The experimental design was randomized blocks, factorial 5x2 design, with five nitrogen rates (0; 40; 80; 120 and 160 kg ha-1 N) and two corrective materials, silicate and limestone, with four replications. The study was conducted in the fourth ratoon sugar cane bagasse using RB 855156 variety. During the experiment were evaluated chemical soil attributes; plant nutritional status, growth; straw yield; Si and N accumulation in leaf and stem and technological quality of sugar cane. Nitrogen fertilization associated with the use of slag performance similar to limestone in improving chemical soil behavior. There was a higher soil fertility in the surface layers, however the interaction primary and secondary treatment did not influence the soil chemistry. The doses of N interaction and use of slag and limestone promoted improvements in nutritional status and increased the accumulation of N and Si in sugar cane. Nitrogen fertilization associated with the use of corrective promoted improvements in growth variables of sugar cane. There was a lower production of stem with the use of slag in soil in relation to liming. The doses of N interaction and use of slag and limestone did not affect the technological quality of sugar cane / Mestre

Orientador: Vladimir Antonio Paulon / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-05T19:59:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Massucato_CarlosJose_M.pdf: 776667 bytes, checksum: f202112f226f07e627ccbebfb07f5bed (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este estudo teve como objetivo principal avaliar propriedades oriundas da adição de escória de alto-forno à carvão vegetal, do concreto no estado fresco e endurecido, produzido com cimentos que já utilizam em sua composição a escória de alto-forno. Com a determinação da quantidade de escória de alto-forno pelo método de dissolução seletiva, foi possível adicionar escória de alto-forno no concreto até os limites estabelecidos na especificação do cimento de alto-forno (CPIII) pela NBR 5735 (ABNT, 1991) e conhecer o efeito na resistência mecânica, módulo de elasticidade, abatimento, incorporação de ar, tempo de pega e exsudação, em traços de concreto sem adição e com adição de escória de alto-forno à carvão vegetal e à coque. As indústrias de cimento utilizam, em sua maioria, escórias provenientes dos altos-fornos à coque. Entretanto, o tratamento adequado nas escórias de alto-forno à carvão vegetal pode ampliar o consumo deste produto como adição mineral diretamente nas centrais de concreto, com a vantagem de ser uma fonte renovável de energia e eliminar este resíduo que se acumula nas usinas siderúrgicas. O estudo comprovou que, a utilização da escória de alto-forno à carvão vegetal como adição, não provoca alterações nas propriedades do concreto no estado fresco, em comparação com a escória de alto-forno à coque. A resistência à compressão com adição da escória de alto-forno à carvão vegetal aumentou em até 5% em idades superiores a 60 dias em comparação com o concreto sem adição de escória / Abstract: This study had the main purpose to evaluate properties of fresh and hardened concrete in with slag addition of blast furnace from charcoal in concrete produced with cements that already use in its composition the blast furnace slag. With the determination of the amount of slag of blast furnace by the selective method of dissolution, it was possible to add slag of blast furnace in concrete up to the limits established by NBR 5735 (ABNT, 1991) and to know the effect in concrete resistance, modulus of elasticity, slump test, air entrained concrete, setting of the cement and bleeding, in the mix proportions of concrete with and without slag addition of blast furnace from charcoal and coke. The cement industries use in its majority slag from coke deriving from blast furnace. However, the suitable treatment in slag of blast furnace from charcoal can extend the consumption of this product as mineral addition directly in the concrete plant, with the advantage of being a renewable source of energy and to eliminate this residue that accumulates in the siderurgical plants. The study proved that the use of the slag of blast furnace from charcoal as addition in concrete presented the same properties of fresh concrete compared with the slag of blast furnace with coke. The compressive strength increased in 5% at superior ages at 60th day in comparison without slag addition / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Vanessa Gomes da Silva, Maristela Gomes da Silva / Acompanha 1 CD-ROM de Apendices e Anexo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-15T14:55:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramadan_JussaraTanesi_D.pdf: 9121770 bytes, checksum: 922d5751838ca1dc378ab9d1297f680e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A produção anual de aço em 2008 foi de cerca de 31 milhões de toneladas O processo siderúrgico gera em média 500 kg de resíduos e co-produtos por tonelada de aço produzido. Desse total, 70% correspondem à geração das escórias. Investigar a possibilidade de moagem da escória de alto-forno para atender às usinas de concreto e indústrias afins é de vital importância como estratégia de sustentabilidade sócioambiental para a cadeia produtiva do aço e do concreto. No entanto, as atuais normas e especificações brasileiras de concreto se apresentam como um obstáculo para isso. Atualmente, a maioria das especificações de concreto é predominantemente prescritiva com alguns aspectos de desempenho. As especificações prescritivas impedem o uso de soluções mais inovadoras que potencialmente podem resultar em produtos com desempenho comparável ou até melhor do que aqueles que são produzidos de acordo com as especificações prescritivas. A solução para o avanço tecnológico é o uso de especificações por desempenho. As especificações por desempenho tratam do que se requer do produto e não prescreve como esse produto deve ser produzido. Em outras palavras, ao invés de partirem dos materiais que compõem o concreto, partem do desempenho desejado, deixando a seleção dos materiais, a dosagem e os métodos construtivos a cargo daqueles que contratualmente devem atender às especificações. Há uma necessidade crescente da inclusão de requisitos de desempenho nas especificações e normas, referentes à durabilidade do concreto, especialmente no que concerne a capacidade de proteção do concreto contra a corrosão da armadura. Isso requer que o desempenho da estrutura, ao longo da sua vida útil, possa ser estimado. Para isso, são necessários modelos de previsão de vida útil que correlacionem os requisitos e subrequisitos de durabilidade, medidos em laboratório por meio de ensaios acelerados, e o desempenho em serviço, obtido por meio de dados nas condições reais. Este trabalho apresenta um estudo laboratorial em concretos com escória de alto-forno, avalia suas principais propriedades, principalmente as relativas à deterioração referente à armadura. Foram avaliados: a retração, a absorção capilar, a resistência à compressão axial, o módulo de deformação, a carbonatação tanto natural quanto acelerada, a carga passante, a resistividade elétrica e o efeito sinérgico da carbonatação e da penetração de cloretos sobre a corrosão da armadura. Este efeito sinérgico foi avaliado por meio de ensaios cíclicos e a medida da profundidade de penetração de cloretos, da profundidade de carbonatação, da resistividade elétrica e do potencial de circuito aberto. Com os resultados obtidos neste estudo, verificou-se que a utilização de elevados teores de escória de alto forno, de maneira geral, ou não teve nenhuma influência ou exerceu uma influência positiva sobre as propriedades estudadas, com exceção da retração e da carbonatação acelerada. Os ensaios cíclicos apresentaram uma maneira de avaliar-se o efeito sinérgico da carbonatação e dos cloretos. Quando todos os resultados de ensaios acelerados cíclicos são comparados observa-se que, de maneira geral, as misturas com CP III-32-RS apresentaram o melhor desempenho no que concerne à corrosão das armaduras. Já os ensaios naturais não foram conclusivos. Além disso, este trabalho avalia a vida útil potencial desses concretos por meio da aplicação de modelos de previsão de vida útil. Independentemente do modelo utilizado para a previsão da despassivação por cloretos, a vida útil prevista aumentou com o aumento do teor de escória de alto-forno. De maneira geral, vida útil das misturas cresceu na ordem CPII-E-32, CP III-32-RS e CP III-32-RS + escória e com o aumento da classe de resistência. No entanto, observou-se que as recomendações da NBR 6118/2003 nem sempre garantem que a durabilidade da estrutura seja necessariamente atingida e não diferenciam misturas cujos desempenhos mostraram-se bem diferentes. As recomendações da NBR 6118/2003 mostraram-se inadequadas para a que uma vida útil mínima aceitável seja atingida. A partir desta avaliação de desempenho, apresentam-se sugestões para a modificação das especificações e normas brasileiras a fim de que sigam a tendência mundial e passem de prescrição ao desempenho. Diretrizes para a criação de especificações por desempenho de concretos com escória de alto-forno, incluindo sugestões para os requisitos e subrequisitos de desempenho, bem como os aspectos estratégicos, táticos e operacionais de sua implementação no Brasil também são apresentados / Abstract: In 2008 alone, the annual steel production in Brazil was around 31 million tons. The steel production process generates an average of 500 kg of residues and co-products per ton of steel. From this total, 70% corresponds to the slags. Although investigating the increase of blast furnace slag use is of extreme importance for the concrete and steel industries' socio-environmental sustainable strategy, the current Brazilian standards and specifications represent a barrier. Currently, most concrete specifications are predominantly prescriptive with some performance requirements. Prescriptive specifications prevent the use of innovative solutions that can potentially result in products with comparable or even better performance than those produced according to prescriptive specifications. The solution for the technology progress is the use of performance specifications. Performance specifications stipulate what is required from the product and do not prescribe how the product should be produced. In other words, they focus on the desired performance rather than on the concrete ingredients, materials selection, proportioning or construction methods. These are the responsibility of those individuals who contractually have to comply with the specifications. There is an increasing need to include performance requirements related to durability in specifications and standards, especially those related to reinforcement deterioration. It requires the performance of the structure to be estimated during its service life. It also requires service life prediction models which can correlate the durability requirements, measured through laboratory testing, and the performance in service, obtained from real exposure condition data. The present thesis presents a laboratory study on concretes containing blast furnace-slag, evaluates their main properties, especially those related to reinforcement deterioration. The following properties were evaluated: shrinkage, capillary absorption, compressive strength, modulus of elasticity, natural and accelerated carbonation, charge passed, electrical resistivity and the synergic effect of carbonation and chloride penetration on the reinforcement corrosion. This synergic effect was evaluated through cyclic testing and the measurement of chloride penetration, carbonation depth, electrical resistivity and open circuit potential. The results of this study showed that the use of high blast furnace slag contents generally either did not have an impact or had a beneficial impact on the properties studied, with exception of shrinkage and accelerated carbonation. The cyclic testing presented a way to evaluate the synergic effect of carbonation and chlorides. When all the accelerated cyclic test results are compared, it can be observed that in general the mixtures containing CP III-32-RS presented a better performance regarding reinforcement corrosion. On the other hand, the natural tests did not present any conclusive results. In addition, this thesis evaluated the potential service life of these concretes through mathematical models. No matter which model was used to predict corrosion initiation due to chloride ingress, the predicted service life increased with the increase of the blast furnace slag content. Generally, the service life of the mixtures increased in the order CPII-E-32, CP III-32- RS e CP III-32-RS + slag and with the increase of the compressive strength. Nevertheless, it was observed that NBR 6118/2003 recommendations do not always guarantee the structure durability and do not differentiate mixtures that performed considerably differently. NBR 6118/2003 recommendations were identified as inadequate to assure an acceptable service life. Based on the performance evaluation of the mixtures, changes to the Brazilian specifications and standards were suggested in order to follow the international trend and to move from prescription to performance. Guidelines to develop performance specifications for concretes containing blast furnace slag were presented, including suggestions for the performance requirements and sub-requirements. The strategic, tactic and operational aspects for their implementation in Brazil were presented, as well / Doutorado / Arquitetura e Construção / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T04:29:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_Wanderley_M.pdf: 9018563 bytes, checksum: 6fc26478d4581cd787ef07e1923cfa7f (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A indústria siderúrgica é historicamente um setor que produz impactos ambientais inerentes ao seus processos de produção. Anualmente são gerados 135 milhões de toneladas de escórias para uma produção de 700 milhões de toneladas de aço. As novas regulamentações dos órgãos ambientais têm motivado a pesquisa em busca de novas aplicações destes resíduos. Atualmente, as escórias tem sua aplicação na indústria de cimento Portland e vidros, na pavimentação de estradas, revestimentos acústicos e térmicos, neutralizante de solos, mas há necessidade de novas aplicações das escórias devido ao montante gerado pelas usinas. Neste contexto, a caracterização física, química e de impactos ambientais das escórias se faz necessária, visando uma nova aplicação tecnólogica, tendo em vista que as suas propriedades físicas e químicas estão diretamente relacionadas as suas estruturas. Com o objetivo de determinar a composição química e determinação estrutural, métodos analíticos foram aplicados em escórias de alto forno (AF) e conversores LD (CLD) utilizando-se das técnicas de espectroscopia de fluorescência (FRX) e difração de raios-X (DRX). O presente trabalho foi desenvolvido em duas etapas: (1) a determinação e quantificação química das escórias por FRX; (2) caracterização estrutural das fases presentes e quantificação da fase mervinita cristalina Ca2Mg(SiO4h que se fez presente em todas as amostras analisadas de escórias de alto forno. Foram utilizadas duas metodologias nas escórias analisadas por FRX: métodos de parâmetros fundamentais (PF) e análise semi-quantitativa (SQ), onde as diferenças nas concentrações foram significativas, justificadas pela maior acuracidade nas medições realizadas pelo PF, haja visto uma maior interação númerica e utilização de curvas de sensitividade para a análise. Também verificamos a presença de impurezas que não foram detectadas no SQ e observadas no PF, tais como: P, N, V, Cr. Com os resultados obtidos na análise por DRX observamos os diferentes graus de cristalização/amorfo; a caracterização de fases presentes, mesmo quando se encontravam em baixas porcentagens nas amostras, além da quantificação da fase mervinita utilizando-se do método de padrão interno / Abstract: Steel plants are historicalIy associated with environrnental impacts because of their manufacture processoIn that process, there are generations of 135 million tons of slag from 700 million tons of steel produced. The new regulations of environrnental agencies have stimulated research of new uses for the generated wastes. Nowadays, slag is re-used in Portland cement plants, glass manufacture, paving highways, acoustic and thermal insulating, and soil neutralization. Despite those applications, the slag generation is large enough to demand new innovative technologies. In this context, it is necessary to accomplish physical and chemical characterization of slag to extend knowledge of its structure and properties. Analytical methods for chemical and structural determination of slag were applied in blast furnace slag (AL) and steel converter unit slag (CLD) by using X-ray Fluorescence Spectroscopy (FRX) and X-ray Diffraction (DRX). The present research was carried out in two stages: (1) determination of chemical elements presents in slag followed by quantitative analysis of these elements (by FRX); (2) structural characterization followed by quantitative determination of merwinite crystalline phase [CazMg(SiO4)z]present in alI analyzed samples. There were used two methods for FRX characterization of slag: Fundamental Parameter (PF) and Semi-Quantitative Analysis (SQ). Those methodologies were divergence in the results, maybe due to the higher accuracy with PF methodology that utilizes more interactions and sensibility curves in the optimization processoAIso in PF method, there were observed presence of impurities that were not detected in SQ method such as: P, Nb, V, Cr, Y. The DRX analysis showed several stages of crystalline/amorphous structures, determination of crystalline phases even in low concentration and quantification of merwinitic phase by using internal standard method in DRX analysis / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

[pt] O presente trabalho teve como objetivo central, a modelagem termodinâmica computacional de escórias contendo TiO2 através do modelo termodinâmico quase-químico estatístico de Kapoor-Frohberg- Gaye. Neste contexto, os seguintes pseudo-binários foram investigados: Al2O3-TiO2, MgOTiO2, MnO-TiO2 e FeO-TiO2. Os resultados das otimizações demonstraram a possibilidade de emprego do referido modelo para uma descrição quantitativa do comportamento termodinâmico destes sistemas. Tanto os diagramas de fases quanto os dados de atividade química foram avaliados e satisfatoriamente descritos pelo modelo. Adicionalmente, ficou evidente a necessidade de correção dos modelos de energia de Gibbs (G) dos óxidos mistos presentes em cada um dos sistemas. As correções determinaram, para a faixa de temperatura onde os dados termodinâmicos foram otimizados, desvios relativos em G inferiores a 1%, sendo perfeitamente aceitáveis, levando-se em consideração comparações entre valores de energia de Gibbs disponíveis na literatura. Os resultados do presente trabalho foram comparados com os obtidos por Erickson e Pelton (1992). Nesta última referência os autores empregaram o modelo de Pelton e Blander (1986), em essência muito similar ao modelo utilizado no presente trabalho. As comparações evidenciaram que os dois modelos podem fornecer uma descrição quantitativa equivalente para o comportamento termodinâmico experimental. / [en] The present work has the main goal of modeling liquid oxide mixtures (slags) by using the Kapoor-Frohberg-Gaye modified quasi- chemical model. In this context the thermodynamic behavior of the following systems was studied: Al2O3-TiO2, MnO-TiO2, MgO-TiO2 and FeO-TiO2. The optimization results confirmed that the Kapoor-Frohberg-Gaye model can in fact be used for the quantitative description of the thermodynamics of all the investigated systems. Phase diagrams and chemical activity data were assessed and satisfactorily described by the model. It was evident that the Gibbs energy (G) of the mixed oxides had to be modified. However, the relative energy corrections for the Gibbs energy was equal or less then 1%, for the temperature range between where the thermodynamic data was optimized, which is quite acceptable, taking into account comparisons of Gibbs energy values from the current literature. Comparisons were done with the results from Erickson e Pelton (1992), which used a modified quasi-chemical model proposed by Pelton e Blander (1986), very similar to the model used in the present work. The comparison shows that the two models can offer an equivalent quantitative description of the experimental thermodynamics.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva. Ingeniero Civil de Minas / Los minerales de arcilla, usualmente asociados a la ganga presente en depósitos sulfurados de cobre, son arrastrados al concentrado durante la flotación, y posteriormente a la escoria durante la operación unitaria de fusión en el proceso pirometalúrgico para la producción de cobre metálico. Una de las variables de transporte de mayor relevancia es la viscosidad, y en el caso de las escorias tiene implicancia directa tanto en el atrapamiento mecánico de cobre como en el desgaste de ladrillos refractarios, producto del contacto con la fase de mata y con la mampostería del reactor, respectivamente. Se han realizado estudios empíricos que buscan clarificar el efecto de la concentración de distintos óxidos sobre la viscosidad de las escorias y también se han desarrollado modelos de comportamiento teórico. Sin embargo, a la fecha no existe un modelo predictivo de viscosidad de escorias fundidas basado en el tipo y concentración de minerales arcillosos contenidos en los concentrados de cobre alimentados al proceso pirometalúrgico del cobre. En el presente estudio, 200 g de una mezcla de escoria fayalítica sintética dopada con 2, 5 u 8% en peso de caolinita o montmorillonita fue cargada en un crisol de alta alúmina y fundida a temperaturas de 1.275, 1.300, 1.325 y 1.350 °C en un horno eléctrico bajo atmosfera controlada de CO/CO2/N2 ajustando a una presión parcial de oxígeno de 10-8 atmósferas por un tiempo de 8 horas. Se realizaron pruebas de reometría manteniendo las condiciones antes señaladas, con el objetivo de determinar el efecto de la concentración de los minerales arcillosos sobre la viscosidad y el esfuerzo de corte de la fase fundida. Adicionalmente, se realizaron pruebas de equilibrio bajo las mismas condiciones experimentales antes descritas pero para las dos temperaturas más bajas a modo de caracterizar mediante microscopía óptica, XRD y XRF, previa calibración con ICP-MS los cambios composicionales de la fase fundida dada la adición de arcillas. Finalmente, los resultados experimentales pueden ser correlacionados cualitativamente con el atrapamiento mecánico de cobre y el desgaste del ladrillo refractario del reactor de fusión utilizado. Comparados con un concentrado no arcilloso, se esperaría que la fusión de aquellos concentrados ricos en caolinita o montmorillonita: i. Promuevan el atrapamiento mecánico de cobre durante la formación de escorias fayalíticas producto de un aumento en la cantidad de magnetita en la fase oxidada. ii. Promuevan el desgaste de la mampostería refractaria dada la desintegración de los granos de periclasa que conforman el ladrillo formando spineles ricos en silicatos y alúmina. El desarrollo de esta tesis se enmarca en el desarrollo del proyecto INNOVA CSIRO CHILE 10CEII-9007, el cual proveyó como herramienta de caracterización híper-espectral el Hylogger-3.

[EN] The building industry generates a large amount of waste that directly affects the environment, starting from the construction process up until the end of the useful life of the buildings. Construction processes involve the use of large quantities of building materials, including ordinary Portland cement (OPC). This is the most produced material worldwide and during its manufacturing process greenhouse gases are emitted, including especially high emissions of CO2. Another factor which affects the environment throughout the life cycle of a building is the generation of large volumes of waste from construction and demolition (C&D). From these environmental problems, scientists and the cement industry are exploring ways to reduce emissions of CO2 and they are also assessing the reuse and exploitation of solid waste from different industries and of course, from construction industry. Thus, a possible alternative route is headed towards the partial replacement of OPC by waste or the use of other types of binders such as geopolymers or alkali-activated binders. In the research carried out, simulated demolition waste from carbonated hydrated cement (from cement CEM I) in the laboratory is described. This mixture contains vitreous silica and and vitreous alumina among other compounds; to do this a process of accelerated carbonation was carried out, saturating the residue with CO2 in two types of environments; a dry environment and the other was a cold aqueous médium. In addition, the Magallanes HCC was combined with other materials in order to evaluate the influence of various fine substances that are present in construction and demolition waste, such as gypsum. The mechanical resistance values of the alkaliactivated Magallanes HCC were not very high, so a research line was successfully developed from mixtures with blast furnace slag and calcium aluminate cement (CAC). These systems have shown excellent resistance against sulphate attack and freeze-thaw cycles with better performances observed in Portland cement systems. Similarly, other alkali-activated precursors were obtained from the hydration and carbonation of type cements CEM III/A, CEM IV/A and calcium aluminate cement, these precursors were identified as Mag3, Mag4 and Atacama CAC. The physical-chemical characterization of the precursors was carried out and pastes and mortars were produced with these new alkali-activated precursors. Similarly, the physical-chemical characteristics of a real fine fraction of construction and demolition waste (C&D) from a recycling plant were determined. Their pozzolanic behavior was determined, alkali-activated mortars were produced using C&D, and by substituting with slag; the mechanical viability of the mortars was demonstrated, as was their durability. In order to investigate the carbon footprint of the new precursors, the balance (emission and fixation) of the amount of CO2 produced during the manufacture of the Magallanes HCC, Mag3, Mag4 and Atacama CAC was studied. CO2 emissions from the manufacturing process of geopolymer mortars were also evaluated. The data showed that the precursors have a much lower impact than Portland cement. All these results demonstrate that the materials from hydrated cement-waste are suitable to be re-used as precursors in alkali-activated binders when they have undergone an additional carbonation process, which involves a significant amount of fixed CO2. They can therefore be used as a new building material. / [ES] La industria de la construcción es una gran generadora de residuos que impacta de forma directa al medio ambiente, desde el proceso de construcción hasta el fin de la vida útil de las estructuras. Los procesos constructivos involucran el uso de grandes cantidades de materiales de construcción, entre ellos el cemento Portland (OPC). Este material es el de mayor producción a nivel mundial y durante su proceso de fabricación se emiten gases de efecto invernadero, especialmente elevadas emisiones de CO2. Otro de los factores que afectan el medio ambiente durante todo el ciclo de vida de una estructura de construcción es la generación de grandes volúmenes de residuos de construcción y demolición (RCD). A partir de estos problemas ambientales, los científicos y la industria del cemento están estudiando la forma de disminuir las emisiones de CO2, y además, están valorando la reutilización y aprovechamiento de los residuos sólidos, provenientes de los distintos sectores industriales y, por supuesto, de la construcción. Así, una posible vía alternativa está encaminada hacia la sustitución parcial del OPC por residuos o el uso de otros tipos de conglomerantes como los geopolímeros o conglomerantes de activación alcalina. En la investigación realizada se presenta el estudio que simula en laboratorio un residuo de demolición a partir del cemento hidratado y carbonatado (a partir de cemento tipo CEM I), el cual contiene, entre otros compuestos, sílice y alúmina vítreas; para ello se realizó un proceso de carbonatación acelerada, saturando al residuo con CO2 en dos tipos de ambientes; un ambiente seco y el otro un medio acuoso y frío. Adicionalmente, el CHC Magallanes se combinó con otros materiales, con el fin de evaluar la influencia de diversas sustancias finas que se encuentran presentes en los residuos de construcción y demolición, como es el caso del yeso. En ese caso los valores de resistencia mecánica del CHC Magallanes activado alcalinamente no fueron muy elevados, por lo que se desarrolló con éxito una línea de trabajo a partir de mezclas con escoria y cemento de aluminato de calcio (CAC). Estos sistemas binarios con CHC Magallanes han presentado unos excelentes comportamientos frente al ataque por sulfatos y a los ciclos hielo-deshielo, con unas prestaciones superiores a los sistemas con cemento Portland. Similarmente, se procedió a la obtención de otros precursores de activación alcalina a partir de la hidratación y carbonatación de los cementos tipo CEM III/A, CEM IV/A y cemento de aluminato cálcico, los cuales se identificarán como Mag3, Mag4 y CAC Atacama. Se llevó a cabo su caracterización físico - química y se fabricaron pastas y morteros con estos nuevos precursores de activación alcalina. Análogamente, se procedió a determinar las características físico - químicas de una fracción fina real de un RCD proveniente de una planta de reciclaje. Se determinó su comportamiento puzolánico, y se fabricaron morteros de activación alcalina usando RCD y con sustitución de escoria; se demostró la viabilidad de los morteros, tanto desde el punto de vista mecánico como de durabilidad. Con el fin de conocer la huella de carbono de los nuevos precursores, se procedió a estudiar el balance (emisión y fijación) de CO2 producido en la fabricación de cada uno de los materiales CHC Magallanes, Mag3, Mag4 y CAC Atacama y las emisiones de (CO2) resultantes en el proceso de fabricación de los morteros geopoliméricos. Los datos demostraron que los precursores tienen un impacto mucho menor que el cemento Portland. Todos estos resultados demuestran que los materiales proveniente de residuos relacionados con cemento hidratado, tras un proceso adicional de carbonatación, lo cual supone una cantidad significativa de CO2 fijado, poseen características adecuadas para ser reutilizados como precursores en conglomerantes activados alcalinamente, y por ende se pueden utilizar como un / [CAT] La indústria de la construcció és una gran generadora de residus que impacta de forma directa al medi ambient, des del procés de construcció fins a la fi de la vida útil de les estructures. Els processos constructius suposen l'ús de grans quantitats de materials de construcció, entre els quals es troba el ciment Portland (OPC). Aquest material és el de major producció a nivel mundial i durant el seu procés de fabricació s'emeten gasos d'efecte hivernacle, especialmente elevades emissions de CO2. Altre dels factors que afecta el medi ambient durant tot el cicle de vida d'una estructura de construcció és la generació de grans volums de residus de construcción i demolició (RCD). A partir d'aquests problemes ambientals, els científics i la indústria del ciment estan estudiant la forma de disminuir les emissions de CO2, i a més, estan valorant la reutilització i aprofitament dels residus sòlids, provinents dels diferents sectors industrials i, per descomptat, de la pròpia construcció. Així, una possible via alternativa està encaminada cap a la substitució parcial del OPC per residus o l'us de conglomerants alternatius com els geopolímers o conglomerants d'activació alcalina. A la investigació realitzada es presenta l'estudi que simula en laboratori un residu de demolició a partir del ciment hidratat i carbonatat (a partir del ciment CEM I), el qual conté, entre altres compostos, sílice i alúmina vítries; per açò es va realitzar un procés de carbonatació accelerada, saturant al residu amb CO2 en dos tipus d'ambients; un ambient sec i altre ambient aquós i fred amb. Addicionalment, el CHC Magallanes es va combinar amb altres materials, amb la finalitat d'avaluar la influència de diverses substàncies fines que es troben presents en els residus de construcció i demolició, com és el cas del guix. En aquest cas els valors de resistència mecànica del CHC Magallanes activat alcalinament no van ser molt elevats, per la qual cosa es va desenvolupar amb èxit una línia de treball a partir de mescles amb escòria d'alt forn i ciment d'aluminat de calci (CAC). Aquests sistemes binaris amb CHC Magallanes han presentat uns excel.lents comportaments front l'atac per sulfats i als cicles de gel - desgel, amb unes prestacions elevades respecte dels sistemes amb ciment Portland. Similarment, es va procedir a l'obtenció d'altres precursors d'activació alcalina a partir de la hidratació i carbonatació dels ciments tipus CEM III/A), CEM IV/A i ciment d'aluminat càlcic, els quals s'identificaran com Mag3, Mag4 i CAC Atacama. Es va dur a terme la seua caracterització fisicoquímica i es van fabricar pastes i morters amb aquests nous precursors d'activació alcalina. Anàlogament, es va procedir a determinar les característiques fisicoquímiques d'una fracció fina real d'un residu de construcció i demolició (RCD) provinent d'una planta de reciclatge. Es va determinar el seu comportament putzolànic, i es van fabricar morters d'activació alcalina de RCD amb substitució parcial d'escòria; va quedar demostrada la viabilitat dels morters, tant des del punt de vista mecànic com de la durabilitat. Amb la finalitat de conèixer la petjada de carboni dels nous precursors, es va procedir a estudiar el balanç (emissió i fixació) de CO2 produït en la fabricació de cadascun dels materials CHC Magallanes, Mag3, Mag4 i CAC Atacama i les emissions de (CO2) resultants del procés de fabricació dels morters geopolimèrics. Les dades van demostrar que els precursors tenen un impacte molt menor que el ciment Portland. Tots aquests resultats demostren que els materials provinents de residus relacionats amb ciment hidratat, després d'un procés addicional de carbonatació, la qual cosa suposa una quantitat significativa de CO2 fixat, posseeixen característiques adequades per poder ser reutilitzats com a precursors en conglomerants activats alcalinament, i per tant es pot utilizar com un nou material / Segura Sierpe, YP. (2016). Reutilización de residuos de construcción en la fabricación de conglomerantes de activación alcalina [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/67271 / TESIS

Orientador: Agda Eunice de Souza Albas / Resumo: Neste trabalho, vidro e material vitrocerâmico foram obtidos a partir de uma composição baseada no diagrama ternário SiO2-Al2O3-CaO, utilizando escória de ferro fundido, provenientes de empresas de fundição, e, cal hidratada (comercial). A escória foi caracterizada através de: espectrometria de fluorescência de raios X (FRX), para determinar sua composição química; difratometria de raios X (DRX), para a identificação das fases cristalinas e análise térmica (TG), para evidenciar as reações térmicas associadas à desidratação e decomposição dos compostos presente no material. O vidro foi obtido através do processo de fusão/resfriamento (melt-quenching), fundido na temperatura de 1450°C. Foram caracterizados através de: calorimetria exploratória diferencial (DSC), para determinar as temperaturas de transição vítrea e de cristalização e difratometria de raios X (DRX), para identificar a sua estrutura amorfa. O estudo da cinética de cristalização do vidro foi realizado através de métodos cinéticos não isotérmicos baseados na descrição teórica formulada por Johnson-Mehl-Avrami (JMA). Estes métodos descrevem os processos de nucleação e cristalização utilizando dados provenientes da curva de DSC. O estudo cinético teve início com a obtenção do material vitrocerâmico tratado termicamente à 900ºC por 1,5h e identificação das fases cristalinas formadas, utilizando DRX. Considerando a formação de três fases cristalinas, os parâmetros cinéticos foram determinados a partir dos ajustes dos d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, glass and glass-ceramic materials were obtained from a composition based on the ternary diagram SiO2-Al2O3-CaO using cast iron slag from foundry companies and hydrated lime (commercial). The slag was characterized by: X-ray fluorescence (XRF) to determine its chemical composition; X-ray diffractometry (XRD), to the crystalline phases identification and thermal analysis (TG), to show the thermal reactions associated with dehydration and decomposition of the compounds present in the material. The glass was obtained by melt quenching at 1450°C. They were characterized by differential scanning calorimetry (DSC) to determine glass transition and crystallization temperatures and X-ray diffraction (XRD) to identify their amorphous structure. The study of crystallization kinetics was performed by non-isothermal kinetic methods based on the theoretical description formulated by Johnson-Mehl-Avrami (JMA). These methods describe the nucleation and crystallization processes using data from the DSC data. The kinetic study began by obtaining heat-treated glass-ceramic material, at 900ºC for 1.5h, and identifying the crystalline phases formed using XRD. Considering three crystalline phases formation, the kinetic parameters were determined from the DSC data adjustments by the Kissinger, Augis-Bennett, and Matusita and Sakka methods. The best fit resulted in three crystallization peaks. The activation energy (Ea) of the crystallization process was obtained using the Kissinger an... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre