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Avaliação da maturação de rochas sedimentares por espectroscopia micro-raman em fitoclastos

Schmidt, Jaques Soares January 2016 (has links)
O presente estudo propõe a avaliação da maturação térmica de rochas potencialmente geradoras de petróleo através de espectros micro-Raman obtidos em querogênio separado dos minerais através de tratamento ácido e disperso sobre lâminas de palinofácies. As vantagens deste procedimento são que as lãminas apresentam uma área de análise maior por grama de querogênio isolado que as seções polidas de querogênio isolado, que são habitualmente utilizadas para a determinação da maturidade através da refietãncia da vitrinita. O estudo foi realizado em querogênio isolado de rochas com diferentes graus de maturidade, no intervalo de refietãncia da vitrinita de 0,3 até 2,1 %, que é o intervalo de maturidade de interesse para geração de petróleo e gás. Os resultados foram testados através de validação cruzada e mostram que é possível avaliar a maturidade através de uma regressão multilinear de um conjunto de parâmetros espectrais micro-Rarnan obtidos em fitoclastos translúcidos em lâminas de palinofácies, evitando a dispendiosa etapa de polimento. / The present study proposes to evaluate the thermal rnaturation of potential petroleurn source rocks through micro-Raman spectra obtained in kerogen separated from the minerais by acid treatment and dispersed on strew mounts. The advantages of this procedure are that the slides have a larger area of analysis per gram of isolated kerogen than the polished sections, which are commonly used for the determination of rnaturity by vitrinite reflectance. The study was conducted using isolated kerogen of rocks with different degrees of maturity, in the vitrinite reflectance range of 0.3 to 2.1 %, which is the rnaturity interval for oi! and gas generation. The results were tested through cross-validation and show that it is possible to evaluate the rnaturity through a multilinear regression of a set of micro-Raman spectral parameters, obtained in translucent phytoclasts on strew mounts, avoiding the expensive polishing step.
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Avaliação da maturação de rochas sedimentares por espectroscopia micro-raman em fitoclastos

Schmidt, Jaques Soares January 2016 (has links)
O presente estudo propõe a avaliação da maturação térmica de rochas potencialmente geradoras de petróleo através de espectros micro-Raman obtidos em querogênio separado dos minerais através de tratamento ácido e disperso sobre lâminas de palinofácies. As vantagens deste procedimento são que as lãminas apresentam uma área de análise maior por grama de querogênio isolado que as seções polidas de querogênio isolado, que são habitualmente utilizadas para a determinação da maturidade através da refietãncia da vitrinita. O estudo foi realizado em querogênio isolado de rochas com diferentes graus de maturidade, no intervalo de refietãncia da vitrinita de 0,3 até 2,1 %, que é o intervalo de maturidade de interesse para geração de petróleo e gás. Os resultados foram testados através de validação cruzada e mostram que é possível avaliar a maturidade através de uma regressão multilinear de um conjunto de parâmetros espectrais micro-Rarnan obtidos em fitoclastos translúcidos em lâminas de palinofácies, evitando a dispendiosa etapa de polimento. / The present study proposes to evaluate the thermal rnaturation of potential petroleurn source rocks through micro-Raman spectra obtained in kerogen separated from the minerais by acid treatment and dispersed on strew mounts. The advantages of this procedure are that the slides have a larger area of analysis per gram of isolated kerogen than the polished sections, which are commonly used for the determination of rnaturity by vitrinite reflectance. The study was conducted using isolated kerogen of rocks with different degrees of maturity, in the vitrinite reflectance range of 0.3 to 2.1 %, which is the rnaturity interval for oi! and gas generation. The results were tested through cross-validation and show that it is possible to evaluate the rnaturity through a multilinear regression of a set of micro-Raman spectral parameters, obtained in translucent phytoclasts on strew mounts, avoiding the expensive polishing step.
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Avaliação da maturação de rochas sedimentares por espectroscopia micro-raman em fitoclastos

Schmidt, Jaques Soares January 2016 (has links)
O presente estudo propõe a avaliação da maturação térmica de rochas potencialmente geradoras de petróleo através de espectros micro-Raman obtidos em querogênio separado dos minerais através de tratamento ácido e disperso sobre lâminas de palinofácies. As vantagens deste procedimento são que as lãminas apresentam uma área de análise maior por grama de querogênio isolado que as seções polidas de querogênio isolado, que são habitualmente utilizadas para a determinação da maturidade através da refietãncia da vitrinita. O estudo foi realizado em querogênio isolado de rochas com diferentes graus de maturidade, no intervalo de refietãncia da vitrinita de 0,3 até 2,1 %, que é o intervalo de maturidade de interesse para geração de petróleo e gás. Os resultados foram testados através de validação cruzada e mostram que é possível avaliar a maturidade através de uma regressão multilinear de um conjunto de parâmetros espectrais micro-Rarnan obtidos em fitoclastos translúcidos em lâminas de palinofácies, evitando a dispendiosa etapa de polimento. / The present study proposes to evaluate the thermal rnaturation of potential petroleurn source rocks through micro-Raman spectra obtained in kerogen separated from the minerais by acid treatment and dispersed on strew mounts. The advantages of this procedure are that the slides have a larger area of analysis per gram of isolated kerogen than the polished sections, which are commonly used for the determination of rnaturity by vitrinite reflectance. The study was conducted using isolated kerogen of rocks with different degrees of maturity, in the vitrinite reflectance range of 0.3 to 2.1 %, which is the rnaturity interval for oi! and gas generation. The results were tested through cross-validation and show that it is possible to evaluate the rnaturity through a multilinear regression of a set of micro-Raman spectral parameters, obtained in translucent phytoclasts on strew mounts, avoiding the expensive polishing step.
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Estudio experimental de las propiedades de geopolímeros sintetizados a partir de puzolana natural

Valenzuela Herrera, Marcy Elizabeth January 2013 (has links)
Ingeniera Civil / El objetivo del presente Trabajo de Título, es estudiar la factibilidad de uso de la puzolana natural existente en la Región Metropolitana como fuente de aluminosilicato en la síntesis de geopolímeros. En la actualidad, existen numerosos estudios relacionados con el uso de puzolana como fuente de aluminosilicato, lo que lleva a investigar su uso debido a la gran disponibilidad de dicho componente en el país. Para llevar a cabo esta investigación, se realizan ensayos con puzolana natural, cuyos resultados revelan que si es utilizada como fuente de aluminosilicato pura, no se logra activar. El bajo contenido de alúmina incide en las bajas resistencias de la puzolana, por lo que al agregar materiales con contenido de alúmina mayor se elevan las resistencias mecánicas. Para determinar si es factible su uso, se estudia entonces la incorporación de cantidades variables de otras fuentes de aluminosilicato tales como, ceniza volante y escorias de alto horno provenientes de Cemento Melón y Huachipato, con el fin de lograr la activación de la puzolana. De acuerdo a los resultados, se deduce que la adición de escoria en proporción 25% en peso de la fuente total de aluminosilicato a activar, sería suficiente para alcanzar resistencias de 20 MPa y con la adición de ceniza volante se logran resultados similares pero con un contenido significativamente mayor (75% de adición). Si se requiere de una resistencia mayor, es necesario agregar una cantidad mayor de escoria (50% de la componente total fuente de aluminosilicato), en donde la resistencia se eleva a los 34 MPa, y finalmente, si es la escoria el material preponderante, con un 75%, se alcanzan resistencias del orden de los 55 MPa. Por otra parte, mientras la composición de la escoria cumpla una razón SiO2/Al2O3 de 3.0 o superior, sirve como fuente de aluminosilicato para poder sintetizar geopolímeros. Así lo demuestra el estudio presente, en donde se utilizan 2 tipos diferentes de escoria: escoria de alto horno proporcionada por Huachipato y por Cemento Melón, con las que se obtienen geopolímeros que a los 28 días de edad, alcanzan resistencias mecánicas a la flexotracción de 55 MPa.
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Cálculo de la huella de carbono asociada a la elaboración de hormigones geopoliméricos en Chile

Albornoz Muñoz, Juan Fernando January 2015 (has links)
Ingeniero Civil / Los Cementos Geopoliméricos representan una nueva clase de polímeros inorgánicos, que constituye una potencial alternativa al uso de cementos hidráulicos en la construcción. En particular, el Hormigón Geopolimérico, permite la incorporación de subproductos industriales y el reemplazo total de cemento portland, componente principal de los hormigones convencionales. De acuerdo a lo anterior, el principal atractivo de estos hormigones radica en la potencial reducción de gases de efecto invernadero generados (Huella de Carbono) al ser utilizados como alternativa a los hormigones convencionales en la construcción. En el presente trabajo de título, se efectúa un análisis comparativo del desempeño ambiental, medido a través de la huella de carbono del hormigón geopolimérico, con relación al correspondiente del hormigón convencional, ambos evaluados para las condiciones imperantes en Chile. El objetivo del presente estudio es estimar la reducción de gases de efecto invernadero resultante del reemplazo de hormigón convencional por hormigón geopolimérico, en el medio nacional. Dentro de los objetivos específicos está la evaluación, a nivel nacional, de las fuentes de aluminosilicatos disponibles, materia prima base para la producción de geopolímeros, y la elaboración de herramienta para el cálculo de huella de carbono, aplicable al caso de los hormigones en estudio. Se realiza además, una comparación de la implicancia económica de esta nueva tecnología. Los resultados obtenidos dan cuenta de una significativa reducción de las emisiones de CO2e, medida universal utilizada para indicar el potencial de calentamiento global asociado a los gases con efecto invernadero, al usar hormigón geopolimérico como alternativa al uso de hormigón convencional. Esta disminución sería no menor al 30% a favor del hormigón geopolimérico. Finalmente, se pudo establecer que existiría disponibilidad suficiente de ceniza volante en el país para hacer factible el desarrollo de esta tecnología. En efecto, si se utilizara ceniza volante como fuente de aluminosilicato base para la producción de hormigón geopolimérico, los volúmenes disponibles permitirían satisfacer alrededor del 30% de la demanda anual de hormigón en el país.
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Obtención de áridos livianos a partir de escoria de alto horno activada mediante solución alcalina

Burgos Moya, Braulio Enrique January 2014 (has links)
Ingeniero Civil / Se ha demostrado la factibilidad de producir pellet, partículas aglomeradas a partir de subproductos, tales como la escoria de alto horno y la ceniza volante, que actúan como fuentes de aluminosilicatos que se activan por medio de una solución alcalina, formada por silicato de sodio e hidróxido de sodio, mediante el uso del disco peletizador. Los pellets obtenidos en la presente investigación poseen un densidad real en estado saturado con superficie seca (dr sss) igual a 1892 kg/m3 y una densidad aparente suelta igual a 1019 kg/m3, junto con poseer un excelente comportamiento bajos las solicitaciones normales de compresión, desgaste y desintegración por sulfato. Asimismo se ha verificado su adecuada afinidad con el cemento hidráulico, presentando una reactividad potencial álcali-sílice muy por debajo del límite inferior estipulado por norma. El objetivo del estudio ha sido poner a prueba una metodología para generar árido liviano a partir de desechos de otras industrias que pueda reemplazar a la fracción de árido grueso en la dosificación de hormigones especiales, con la finalidad de introducir mejoras a los procesos constructivos, que redunden en la obtención de hormigones sustentables, ya que de esta manera se controlan los desechos contaminantes para el medio ambiente mediante su transformación (inertización), disminuyendo los problemas asociados con su manejo y su disposición, así como la posible contaminación del aire, o a nivel de subsuelo en aguas subterráneas debido a la eventual lixiviación de contaminantes pesados. Por otra parte se reduce la explotación de recurso natural que actualmente proviene de distintos depósitos, ya sea de lechos de ríos, canteras o pozos. También el uso de este árido liviano de síntesis geopolimérica en la dosificación de hormigón, permite disminuir las cargas propias, traduciéndose en diseños estructurales más eficientes. El estudio experimental contempló el estudio de distintas formulaciones, variando las proporciones de escoria de alto horno, ceniza volante y distintas composiciones de la solución alcalina activadora (NaOH y Na2SiO3), con el fin de obtener el pellet que cumpla con una densidad real (dr sss) menor a 2000 kg/m3 y que posea un buen comportamiento mecánico. A partir de la composición óptima se obtuvo el árido suficiente para la fabricación de hormigones de prueba. Finalmente para comparar el comportamiento relativo de este árido liviano, se realizaron hormigones de prueba variando la fracción gruesa: pellet experimental geopolimérico, árido de arcilla expandida y árido natural del río Maipo. Concluyendo con estas series de pruebas que el pellet geopolimérico en estudio, siendo la fracción gruesa capaz de formar un hormigón de densidad promedio igual a 1830 kg/m3, con un comportamiento mecánico superior al de la arcilla expandida en un 40 %, e inferior al árido natural en un 30 %.
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Estudo da aderência de concretos ativados alcalinamente à base de cinza da casca de arroz e metacaulim /

Guimarães, Paulo Victor Campos. January 2019 (has links)
Orientador: José Luiz Pinheiro Melges / Resumo: A indústria do cimento Portland é responsável direta por uma carga de poluentes de significativo dano ambiental. Os Concretos Ativados Alcalinamente (CAA) são matrizes compostas por um ativador alcalino e um aglomerante alternativo. O material comumente utilizado para a ativação alcalina é o silicato de sódio, cuja fabricação também se mostra como ambientalmente nociva. O silicato de sódio, junto ao cimento Portland, podem ser dispensados, uma vez que a produção do ativador pode se dar através de um composto rico em silício (materiais pozolânicos no geral), sendo a cinza da casca de arroz (CCA) o instrumento de estudo do trabalho apresentado, e a soda cáustica como fornecedora de sódio (meio alcalino). Os concretos CAA foram definidos conforme o parâmetro ξ (CAA-ξ), que representa a relação molar entre SiO2 e Na2O, com as variações ξ = 1,2, ξ = 1,6 e ξ = 2,0, esta última representando o concreto ativado alcalinamente com maior taxa de CCA. Este trabalho tem como intuito a avaliação das propriedades mecânicas dos concretos CAA, comparando-as, em seguida, com duas tipologias de concreto com cimento Portland CPV-ARI, com distintos fatores água cimento (0,45 e 0,55). A variação na relação a/c teve como intuito a análise de duas referências com valores diferentes de fck. Os resultados demonstram que a resistência à compressão axial e diametral (sete dias de cura) para os concretos CAA se encontraram na faixa de 25 a 30 MPa, e de 1,5 a 3,5 MPA, respectivamente. Não foram observados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Portland cement industry is directly responsible for a load of pollutants of significant environmental damage. Alkali-Activated Concrete (AAC) is a matrix with prior activation and alternative binder. The catalyst material commonly used for prior activation is the sodium silicate, the manufacture of which is also environmentally harmful. Sodium silicate, together with Portland cement, can also be dispensed with, since the activator can be produced through a silicon-rich compound (pozzolanic materials in general), with the rice husk ash (RHA) being the instrument of study of the work presented, and caustic soda as a supplier of sodium. The AAC concretes were defined according to the parameter ξ (AAC- ξ), which represents the molar ratio of SiO2 and Na2O, with the variations ξ = 1.2, ξ = 1.6 and ξ = 2.0, the latter representing the AAC with higher RHA rate. This work intends to evaluate the mechanical properties of AAC, comparing them to two types of concrete with ordinary Portland cement with high early resistance, with different water cement factors (0.44 and 0.55). The variation in the water/binder mass ratio was intended to analyze two references with different values of compressive strength class. The results demonstrate that the axial and diametric compression strength (seven days cure) for the AAC concretes were in the range of 25 to 30 MPa, and of 1.5 to 3.5 MPA, respectively. There were no significant gains in the transition between the ages of 7 and 28 days, and 2... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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Propuesta de uso de relaves de mina polimetálica en la fabricación de unidades de albañilería - caso ex unidad minera Mercedes 3

Cárdenas Ticlavilca, Félix José 21 February 2019 (has links)
Se propone la utilización de relave polimetálico de la Ex Unidad Minera Mercedes 3, que es uno de las 892 unidades que actualmente son pasivos ambientales mineros, para la fabricación de unidades de albañilería en el tipo de bloque de concreto estructural. La viabilidad de utilizar relaves de minería polimetálica como material de agregado para la fabricación de ladrillos fue investigado en este estudio. Se ha tratado el tema de la contaminación ambiental producto de los pasivos ambientales y componentes mineros. Se mencionan estudios similares para la fabricación de bloques de concreto con relave de minería de hierro. Un tema importante que se ha tomado en cuenta es el área de influencia ambiental de la relavera, situación poblacional y vivienda en la zona de estudio. Se realizó el diseño por dosificación de material y posteriormente se desarrolla el diseño de mezcla con el método del ACI. Se ensayaron los agregados incluido el relave, pruebas de toxicidad del relave y finalmente pruebas mecánicas de resistencia a la compresión. Uno de los puntos importantes es el nivel de toxicidad del relave, que se comprueba en última instancia con la mezcla de los demás agregados y cemento portland tipo I. Por último, se muestra datos relativos a costo del bloque de concreto con relave y el costo del bloque normal con las mismas características. / This experimental thesis proposes the use of polymetallic tailings from the former Mercedes 3 Mining Unit, which is one of the 892 units that are currently mining environmental liabilities, for the manufacture of masonry units in the type of structural concrete block. The feasibility of using polymetallic mining tailings as an aggregate material for the manufacture of bricks was investigated in this study. The issue of environmental pollution caused by environmental liabilities and mining components has been addressed. Similar studies are mentioned for the manufacture of concrete blocks with iron mining tailings. An important issue that has been taken into account is the area of environmental influence of the relavera, population situation and housing in the study area. The design was done by material dosing and then the mixing design was developed with the ACI method. The aggregates were tested including tailings, tailings toxicity tests and finally mechanical tests of compressive strength. One of the important points is the level of toxicity of the tailings, which is ultimately verified with the mixture of the other aggregates and portland type I cement. Finally, data relating to the cost of the concrete block with tailings and the cost of the normal block with the same characteristics are shown. / Tesis
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Comparación de las propiedades mecánicas de unidades y prismas de bloques de tierra comprimida estabilizada con cemento y geopolímero de puzolana

Alvarez Ordoñez, Syndy Yesenia 08 February 2019 (has links)
El interés y la necesidad de los países en desarrollo en el uso de la tierra como material de construcción ha fomentado el estudio continuo de sistemas de construcción más resistentes, económicos y sostenibles. Una de las tecnologías más conocidas es la construcción industrial con Bloques de Tierra Comprimida (BTC) que beneficia esencialmente a las regiones con bajo desarrollo económico. Los BTC son unidades de albañilería con geometría y propiedades físicas y mecánicas homogéneas. Los BTC son fabricados en base a tierra con determinadas características granulométricas, la cual es compactada dentro del molde de una máquina con forma definida. La evolución en la fabricación de BTC permite que el proceso sea más rápido, sencillo y automatizado. Uno de los avances más útiles en las máquinas de fabricación de BTC es la incorporación de un sistema hidráulico para compactar el suelo, lo cual evita la compactación manual que solía ser el proceso convencional. En la actualidad, existen máquinas que producen BTC de diversas formas y tamaños para su uso en mampostería. En la presente investigación, la forma del BTC consiste en un prisma rectangular con un sistema de interconexión de 10 mm que se encuentra en las superficies superior e inferior del bloque. El sistema de interconexión permite el enganche de los BTC y provee resistencia al corte a la mampostería. Además, posee dos agujeros de 90 mm cada uno que atraviesan el cuerpo del BTC, los cuales reducen la masa sísmica y permiten la colocación de refuerzo vertical. La tierra utilizada para la fabricación de BTC es sometida a un proceso de estabilización. La estabilización química de suelos para la fabricación de BTC ha sido foco de atención de diversos investigadores que buscan mejorar sus propiedades mecánicas de forma económica y ecosostenible. Uno de los métodos más conocidos es la estabilización química con cemento. Sin embargo, el cemento produce un impacto ambiental negativo durante su ciclo de vida. La presente investigación incluyó el uso de un geopolímero de puzolana, con lo cual se estudia un material de construcción que no solo genere menos cantidad de CO2 en su producción, sino que también posea propiedades mecánicas adecuadas para la construcción de viviendas económicas. El objetivo del estudio es comparar las propiedades mecánicas de las unidades y prismas de BTC estabilizados con cemento y geopolímero de puzolana teniendo como línea base de comparación al BTC convencional fabricado sin agente estabilizante. El estudio comienza con el estado del arte de la construcción con tierra y de BTC. Posteriormente, se presenta el protocolo de los ensayos ejecutados durante de la campaña experimental. A continuación, se desarrolla la campaña experimental dividido en tres partes: i) proceso de producción y caracterización mecánica de BTC, ii) proceso de producción y caracterización mecánica de BTC estabilizada y iii) caracterización mecánica del sistema de mampostería de BTC de junta seca. Finalmente, el análisis comparativo del estudio se lleva a cabo en base a los resultados obtenidos de la caracterización mecánica de las unidades y prismas de BTC, BTC estabilizada con cemento y BTC estabilizada con geopolímero de puzolana. El suelo base analizado proveniente del distrito de Ventanilla, Callao, fue mejorado con arena gruesa con la finalidad de que la curva granulométrica del suelo mejorado se encuentre dentro del huso granulométrico indicado en la norma UNE 41410 (2008). El proceso de estabilización química del suelo permitió conocer que el contenido óptimo de cemento es de 8% y de geopolímero de puzolana de 15%. El porcentaje óptimo de agente estabilizante óptimo cumple con la resistencia a la compresión mínima requerida por la norma UNE 41410 (2008) que es de 1.3 MPa para ambos casos. Los resultados de la caracterización mecánica de BTC y BTC estabilizada se realizó en términos de la compresión y flexión. Se obtuvieron resistencias a la compresión a los 28 días de edad de 1.3 MPa (CV 6.2%), 3.6 MPa (CV 17.9%) y 2.4 MPa (CV <1%) para BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. La resistencia a la compresión en estado saturado del BTC estabilizada con 8% de cemento bajó en 52% respecto a su resistencia a los 28 días de edad y en un 66% en el caso del BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana. Además, se obtuvo el módulo de elasticidad (E) de cada tipo de BTC: 88.2 MPa (CV 2%), 249.9 MPa (CV 3%) y 208.5 MPa (CV 3%) para el BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. Finalmente, se obtuvo la resistencia a la flexión, que resultó 0.1 MPa (CV <1%), 0.7 MPa (CV 24.8%) y 0.2 MPa (CV 23.2%) correspondiente a los BTC, BTC estabilizada con 8% y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. La caracterización de la mampostería de BTC de junta seca mediante el ensayo de compresión uniaxial dio como resultado resistencias a la compresión de 0.40 MPa (CV <1%), 1.44 MPa (CV 4%) y 0.75 MPa (CV 9%) para prismas de BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. Se obtuvieron, además, el módulo de elasticidad (E), el módulo de Poisson (υ) y el módulo de corte (G) en cada caso. / Tesis
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Estudo da viabilidade do uso de matérias de baixo valor econômico do quadrilátero ferrífero na fabricação de materiais cerâmicos.

Peralta Sánchez, Miguel Genaro January 2015 (has links)
Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-05-27T17:06:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21174 bytes, checksum: b98541e59f955f816d2d78f2222e44c8 (MD5) TESE_EstudoViabilidadeUso.pdf: 8920403 bytes, checksum: 4900922da83e776c974b6a2eb846125b (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-05-27T18:00:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21174 bytes, checksum: b98541e59f955f816d2d78f2222e44c8 (MD5) TESE_EstudoViabilidadeUso.pdf: 8920403 bytes, checksum: 4900922da83e776c974b6a2eb846125b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-27T18:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21174 bytes, checksum: b98541e59f955f816d2d78f2222e44c8 (MD5) TESE_EstudoViabilidadeUso.pdf: 8920403 bytes, checksum: 4900922da83e776c974b6a2eb846125b (MD5) Previous issue date: 2015 / Estudos prévios sobre a gênese dos depósitos argilosos cenozóicos do Quadrilátero Ferrífero foram fundamentais para a seleção das fácies mais argilosas em três ocorrências dessa região e para o estudo da viabilidade da sua aplicação tecnológica em cerâmica vermelha, tal como na fabricação de tijolos comuns obtidos a altas temperaturas, visando sua utilização como material de construção, e na fabricação de geopolímeros obtidos a baixa temperatura, também para sua utilização como material de construção e como material filtrante de águas poluídas. As matérias-primas empregadas nessa pesquisa foram as argilas cauliníticas das fácies arenito coesivo maciço (ACM), diamictito branco (DB) e diamictito vermelho (DV), do depósito de Padre Domingos, localizado no sinclinal Moeda; das fácies argilosa friável (FS) e argilosa maciça (AM), do depósito Morro do Caxambu, localizado no sinclinal Dom Bosco e; das fácies R1 e R5, localizadas em cortes da rodovia BR-356. Como aditivos foram usados filito (F), que é o embasamento dos depósitos argilosos, e quartzito (Q), proveniente de rejeitos da fabricação de placas de revestimento, localizados na cidade de Ouro Preto. Adicionalmente na elaboração de geopolímeros foi também utilizada lama vermelha (LMV) proveniente de resíduos da indústria de alumínio, da região de Poços de Caldas, Minas Gerais. Foram coletados 10 kg de amostra em cada uma das fácies selecionadas. As amostras foram secadas, destorroadas, homogeneizadas, quarteadas, moídas e peneiradas a 35 mesh (0,425 mm). Seguidamente, análises granulométricas, difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), análises termodiferenciais (ATD) e termogravimétricas (ATG), plasticidade, densidade, superfície especifica, porosidade, microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiram confirmar a predominância da caulinita e, secundariamente, quartzo, hematita, feldspato, muscovita e goethita, além de conhecer detalhadamente outras características físicas, química e texturais das argilas. As cores apresentadas pelas amostras estão diretamente relacionadas ao conteúdo em Fe2O3. Após ajustar a umidade à 8,5 % corpos de prova foram confeccionados e queimados a 900 e a 1.100 °C. Os corpos cerâmicos obtidos com as amostras DV e R1 resultaram com superfícies homogêneas e sem fraturas, atingindo valores apropriados de absorção de água, retração linear e de resistência à compressão às normas técnicas para tijolos para alvenaria. As cinco amostras restantes (ACM, DB, FS, AM e R5) foram testadas com o aditivo filito (F), em diferentes proporções. Somente as misturas ACM+15F, DB+5F, FS+5F, AM+5F e, R5+5F após queimadas a 900 ºC resultaram em corpos com características físicas e mecânicas adequadas à indústria de cerâmica vermelha. Ensaios adicionais com uma solução alcalina (12 mol/L NaOH) resultaram no aumento da resistência mecânica e na redução da absorção de água dos corpos. Para a obtenção de geopolímeros, rejeitos de quartzito (Q), três amostras das argilas cauliníticas (DB, R1 e R5) e lama vermelha (LMV), foram misturados adequadamente nas proporções: 34%Q_66%R5; 33%Q_67%DB; 49%R1_51%R5; 48%R1_52%DB; 34%Q_56%DB_10%LMV e 34%Q_46%DB_20% LMV. Adicionalmente, geopolímeros também foram obtidos com as amostras R1 e ACM misturadas com lama vermelha (LMV) na proporção de 50%R1_40%ACM_10%LMV. Todos os geopolímeros obtidos mostraram superfícies homogêneas e sem fraturas, com valores de resistência mecânica superiores aos estipulados para sua utilização como tijolo para alvenaria. A mineralogia dos produtos obtidos indicou a formação de sodalita e zeólita, que são espécies comuns nos geopolímeros. Finalmente, pesquisando novas aplicações, ensaios de filtragem utilizando os geopolímeros como filtros de águas ácidas contendo metais pesados mostraram a viabilidade do seu uso na obtenção de águas alcalinas e/ou ligeiramente ácidas e com uma importante redução do conteúdo de metais pesados. Os resultados desta pesquisa permitiram valorizar matérias-primas para o seu uso na indústria de cerâmica vermelha, além de oferecer um destino final ambientamente correto tanto para o quartzito quanto para a lama vermelha, que atualmente são fontes geradoras de poluentes ambientais. ________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Previous studies on Cenozoic clay deposits of the Quadrilátero Ferrífero were essential to the selection of the most clayey facies in three occurrences of this region and to study the feasibility of technological application in red ceramic, such as in the fabrication of common bricks obtained at high temperatures, for their use as construction material, and in the fabrication of geopolymers obtained at low temperature, for their use as construction material and as filter material for polluted water. The raw materials used in this research were the kaolinitic clay of massive cohesive sandstone (ACM), white diamictite (DB) and red diamictite (DV) facies, of the Padre Domingos deposit, located in the Moeda syncline; of friable clayey (FS) and massive clayey (AM) facies of Morro do Caxambu deposit, located in the syncline Dom Bosco and; the R1 and R5 facies, located in BR-356 highway cuts. As additives were used phyllite (F), which is the basement of clay deposits, and quartzite (Q), from wastes of fabrication of coating plates, located in Ouro Preto city. Additionally in the fabrication of geopolymers was also used red mud (LMV) from waste of the aluminum industry, from Poços de Caldas region, Minas Gerais. Was collected 10 kg sample of each one of the selected facies. The samples were dried, disaggregated, homogenized, reduced, milling and sieved to 35 mesh (0.425 mm). Next, granulometric analyses, X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), thermodifferential (DTA) and thermogravimetric (TGA) analysis, plasticity, density, surface area, porosity, scanning electron microscopy (SEM) allowed to confirm the predominance of kaolinite and secondarily, quartz, hematite, feldspar, muscovite and goethite, as well as know in detail other physical, chemical and textural characteristics of clays. The colors in the samples are directly associated to the content of Fe2O3. After adjusted the humidity to 8.5% the samples were prepared and fired at 900 and 1,100 °C. The ceramic samples with DV and R1 resulted with homogeneous surfaces and without fractures, reaching appropriate values of water absorption, linear shrinkage and compressive resistance to technical standards for brick masonry. The remaining five samples (ACM, DB, FS, AM and R5) were tested with the additive phyllite (F), in different proportions. Only the blends ACM + 15F, DB + 5F, FS + 5F, AM + 5F and R5 + 5F after burning at 900 °C resulted in bodies with physical and mechanical properties appropriated to the ceramic industry. Additional tests with an alkaline solution (12 mol / L NaOH) resulted in a increase of the mechanical strength and reduction of water absorption from the bodies. To obtain geopolymers, quartzite tailings (Q) of three samples of kaolinitic clay (DB, R1 and R5) and red mud (LMV) were adequately mixed in the proportions: 34%Q_66%R5; 33%Q_67%DB; 49%R1_51%R5; 48%R1_52%DB; 34%Q_56%DB_10%LMV and 34%Q_46%DB_20%LMV. Additionally, geopolymers were also obtained samples with the R1 and ACM mixed with red mud (LMV) in the proportion of 50%R1_40%ACM_10% LMV. All geopolymers showed homogeneous surfaces and without fractures, with strength values higher than those required for use as brick masonry. The mineralogy of the products obtained indicated the formation of sodalite and zeolite species which are common in geopolymers. Finally, searching for new applications, filtration assays using the geopolymers as a filter for acidic water containing heavy metals shown the feasibility of their use in obtaining alkaline and/or slightly acidic water, with a significant reduction in heavy metal content. The results of these research allowed evaluate raw materials for use in the ceramic industry and offer a final destination environmentally correctly for both quartzite and the red mud, which are currently sources of environmental pollutants.

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