Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissDVR.pdf: 5488328 bytes, checksum: b0135acb3097c3d8a17382a983b83b7b (MD5) Previous issue date: 2006-08-04 / In the present work, the magnesium phosphate cement use feasibility in the organic and inorganic hazardous industrial wastes encapsulation and the grinding dust of clutch discs influence (hazardous waste - classroom I) in the final properties of composites and mortars formed by this kind of cement was evaluated. The magnesium phosphate cements are material formed from the reaction between the magnesium oxide and soluble phosphates in water, such as the ammonium dihydrogen phosphate, which becomes solid at the ambient temperature from the formation of hydrated phases in the material. They are extreme-fast setting time cements, which acquire high mechanical resistance at early ages, comparing to the ordinary Portland cement. Initially, it was obtained the reference composition proportion constituents (without the waste and sand), adding, later, waste in 10% to 40% contents in relation to the cement mass. These compositions were analyzed comparatively with regard to the reference sample (0%) in regards to the physical and mechanical characteristics, setting time, analysis of the phases formed by DRX and the microstructure (MEV), choising of the 3 more promising compositions (with 10%, 20% and 30% of waste), that were evaluated by leaching/solubilization tests. After to be approved, mortar specimens with the wastes contents chosen in the previous stages were been molded and analyzed by mechanical tests (axial compression and traction by diametrical compression), water absorption by capillarity (NBR 9779) and comment of the microstructure (MEV). Finally, the compositions and mortars were submitted to an artificially-accelerated aging process corresponding to 1 year to the verification of this waste containing matrix durability with the presence of waste. The analyses of the results showed that the magnesium phosphate cement has the capacity to encapsulate the grinding dust, resulting in composites classroom II-A. / No presente trabalho, avaliou-se a viabilidade da utilização do cimento de fosfato de magnésio no encapsulamento/inertização de resíduos industriais perigosos orgânicos e inorgânicos e a influência da adição do pó de retífica dos discos de embreagem (resíduo perigoso - classe I) nas propriedades finais de compostos e argamassas formadas por este tipo de cimento. Os cimentos de fosfato de magnésio são materiais formados a partir da reação entre o óxido de magnésio e fosfatos solúveis em água, como o monofosfato dihidrogênio amônio, que se solidificam a temperatura ambiente a partir da formação de fases ligantes hidratadas no material. São cimentos de pega ultra-rápida que adquirem resistência mecânica elevada em um curto intervalo de tempo, se comparados ao cimento Portland comum. Inicialmente, obteve-se um traço para a composição de referência (sem as presenças de resíduo e areia), adicionando-se, a seguir, resíduo nos teores de 10% a 40% em relação à massa de cimento. Estas composições foram então analisadas comparativamente com relação à amostra de referência (0%) no tocante às características físicas e mecânicas, tempo de pega, análise das fases formadas por difração de raios X (DRX) e da microestrutura (MEV), com posterior escolha das 3 composições mais promissoras (contendo 10%, 20% e 30% de resíduo), que foram analisadas quanto à periculosidade (ensaios de lixiviação e solubilização). Após serem aprovados, foram moldados corpos-de-prova de argamassas com os teores de resíduos escolhidos nas etapas anteriores, que foram, então, analisados por ensaios mecânicos (compressão axial e tração por compressão diametral), absorção de água por capilaridade (NBR 9779) e microestrutura (MEV). Para finalizar, as composições e as argamassas passaram por um processo de envelhecimento acelerado artificialmente correspondente a 1 ano para a verificação da durabilidade desta matriz com a presença do resíduo. As análises dos resultados mostraram que o cimento de fosfato de magnésio tem a capacidade de encapsular o pó de retífica, resultando em compostos classe II-A.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseGRP.pdf: 18239191 bytes, checksum: de0d3db98bc2bc440699f5c776c8abca (MD5) Previous issue date: 2004-12-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / It is great the interest for materials synthesized at room temperature because they represent an alternative for the current problems of energy. The class of magnesia phosphate cements belongs to this group, being mouldable ceramics that combine low density and good mechanical strength in a short period of time. The main disadvantage of these materials resides in their cost, even high if compared to Portland cement. The calcination stage of the magnesium oxide (MgO), necessary due to the high reactivity of that oxide with phosphates, is especially costly, besides the need of the addition of retardants to increase the setting time of these cements. The present work aimed to study forms of increasing the setting time of these cements and to evaluate alternatives to decrease the calcination temperature of MgO powders. Techniques such as X ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electronic microscopy, Hg porosimetry, He picnometry, and analyses of particle size distribution, specific surface area, apparent density and compression strength were used for the characterization of the calcined MgO powders and the cements. In a scientific-technological point of view, the main contribution of this work was the use of both liquid phase former additives and the microwave radiation for the calcination of MgO. In these conditions powders with appropriate particle size distributions and low specific surface areas were produced, which led to cements with longer reaction time and high mechanical strength. The microwave assisted calcination of MgO powders at 900 oC, with microwave absorbing raw materials, resulted in cements with superior properties when compared to those ones produced with powders calcined in conventional furnaces at 1100 oC. Another advantage was a heating rate five times faster and the temperature dwell four times shorter than those ones used in conventional firing. Such facts demonstrate the promising use of additives and the microwave firing to decrease the temperature of calcination of MgO and optimize the properties of magnesia phosphate cements. / É grande o interesse por materiais sintetizados a temperatura ambiente, pois representam uma alternativa para os atuais problemas de energia. Deste grupo faz parte a classe dos cimentos de fosfato de magnésio, cerâmicas moldáveis que combinam baixa densidade e boa resistência mecânica em curtos intervalos de tempo. A principal desvantagem destes materiais reside em seu custo, ainda elevado se comparado ao cimento Portland. A etapa de calcinação do óxido de magnésio (MgO), necessária devido a elevada reatividade desse óxido com fosfatos é sobretudo onerosa, sem falar da necessidade da adição de retardantes afim de aumentar o tempo de pega destes cimentos. O presente trabalho teve como objetivos estudar formas de se aumentar o tempo de pega destes cimentos, e avaliar alternativas para se diminuir a temperatura de calcinação do MgO. Para tanto foram utilizadas as técnicas de difratometria de raios X, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, porosimetria de Hg, picnometria de He, e medidas de distribuição de tamanhos de partículas, área superficial específica, densidade aparente e resistência mecânica a compressão para caracterização dos pós de MgO e dos cimentos. Sob o ponto de vista cientifico-tecnológico, a principal contribuição deste trabalho foi o emprego tanto de aditivos formadores de fase líquida quanto do forno de microondas para a calcinação do MgO. Nessas condições foram obtidos pós com adequada distribuição de tamanhos de partículas e baixa área superficial, que levaram a cimentos com maior tempo de reação e alta resistência mecânica. A calcinação do MgO em microondas à 900 oC, na presença de matérias primas absorvedoras desta radiação, resultou em cimentos com propriedades superiores aos obtidos com pós calcinados em forno convencional em temperaturas da ordem de 1100 oC. Outra vantagem foi a utilização de uma taxa de aquecimento cinco vezes maior e um tempo de patamar quatro vezes menor comparada à queima convencional. Tal fato vem a demonstrar o uso promissor da aditivação e da queima em forno de microondas para a diminuição da temperatura de calcinação do MgO e otimização das propriedades dos cimentos de fosfato de magnésio.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGLM.pdf: 3967456 bytes, checksum: 2aff0c1ac4dfa69b82f59374c5a60134 (MD5) Previous issue date: 2005-06-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this study it is discussed the possibility of the application of magnesium phosphate cement as an alternative binder for foundries sand moulds, due to the problem faced for foundries industries during the discard of yours toxics residues. Magnesium phosphate cement reacts by acid-basic mechanism, belongs to the class of chemically bonded ceramics and has excellent properties of adhesion, strength and mould ability. In this work, magnesium phosphate cement was made and analysed by the techniques of X ray difractometry and differential scanning calorimetry. The magnesium phosphate sand moulds setting time was adjusted, using a retarder and/or a low superficial area of the MgO component, considering the foundries parameters. Sand samples were made using phenolic resin binder and magnesium phosphate cement binder and analysed for the compression strength. Sand moulds were made using phenolic resin binder and magnesium phosphate cement binder and analysed with the mercury porosimetry technique. Sand moulds collapsibility, made with resin and cement, after casting metal was similar. After the solidification of the iron in the sand moulds described before, it was characterized by the techniques of scanning electronic microscopy (MEV), optic microscopy (MO) and colorimetric method (blue molybdenum photometry). The microstructures of the metals made in the sand moulds agglomerated with phenolic resin and magnesium phosphate cement was similar, as the piece finishing. The casting of metal, in the moulds of sand and cement, was also made in Metallux Foundry (São Carlos SP). The results obtained were very satisfactory compared as the resin sand mould, leading the Foundry to demonstrate interest for a future developing of a magnesium phosphate cement sand mould for industrial scale application. / Neste trabalho foi avaliada a possibilidade da utilização do cimento de fosfato de magnésio como um ligante alternativo para moldes de areia para fundição, dado ao problema de descarte de resíduos tóxicos enfrentado pelas fundições atualmente. O cimento de fosfato de magnésio apresenta reação do tipo ácido-base, pertence à classe das cerâmicas quimicamente ligadas, e possui excelentes propriedades de adesão, resistência mecânica e moldabilidade. Para este estudo, cimento de fosfato de magnésio foi confeccionado e avaliado pelas técnicas de difratometria de raios X e calorimetria diferencial de varredura. O tempo de cura desse cimento foi ajustado por meio da adição de um retardante e/ou usando um óxido de magnésio de baixa área superficial para atender às necessidades das fundições. Amostras foram confeccionadas a partir da mistura de areia com os ligantes resina fenólica e cimento de fosfato de magnésio e caracterizadas quanto à resistência mecânica a compressão. Moldes de areia foram confeccionados com os ligantes resina fenólica e cimento de fosfato de magnésio e caracterizados por meio da técnica de porosimetria de mercúrio. A colapsibilidade dos moldes de areia confeccionados com resina e cimento após o vazamento de metal foi semelhante. O ferro fundido, solidificado nos moldes de areia produzidos, foi caracterizado por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura, microscopia ótica e método colorimétrico (fotometria do azul de molibdênio). A microestrutura dos metais solidificados nos moldes de areia com resina fenólica e areia com cimento de fosfato de magnésio foi bastante semelhante, assim como o acabamento das peças. Também foi realizado o vazamento de metal, em molde de areia e cimento de fosfato de magnésio, na Fundição Metallux (São Carlos SP). O resultado obtido foi bastante satisfatório comparativamente ao molde com resina fenólica, o que levou a Fundição Metallux a demonstrar muito interesse por um futuro desenvolvimento desse ligante para utilização em escala industrial.