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Emprego de resíduo de silício metálico na produção de cimento portland composto / Employment of the metallic silicon residue in the production of composite portland cementCUNHA, Rodrigo Rodrigues da 19 December 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-12-19 / A reutilização de resíduos industriais e matérias primas alternativas na
construção civil é fundamental para um desenvolvimento sustentável com redução
do consumo de recursos naturais e emissões de CO2. Nesta linha, o presente
estudo contempla a utilização de um rejeito em pó, oriundo da produção do silício
metálico, o qual é designado como resíduo do pré-separador. Desta forma, é
objetivo desta pesquisa, produzir e avaliar propriedades de cimentos Portland tipo
composto CP II-E com adição, durante a sua fabricação, de resíduo industrial de
silício metálico após calcinação. Para tanto, o resíduo foi empregado em
substituição parcial à escória de alto forno, em teores em massa de 30%, 50% e
70%, além da situação de referência, o qual nenhum resíduo de silício foi
adicionado ao cimento (0%). Propriedades dos cimentos, produzidos com
resíduos, foram avaliadas quanto a sua composição química, mineralógica,
parâmetros físicos (finura, tempos de pega, perda ao fogo e resíduo insolúvel),
resistência à compressão, absorção de água, absorção por capilaridade, técnicas
microscópicas e técnicas analíticas (DR-X, composição química e análises
térmicas de TG/DTG). Como resultados, não houve diferenças significativas nos
parâmetros físicos dos cimentos produzidos. Argamassas de cimento produzidas
com maiores teores de resíduo (70% e 50%) apresentaram os maiores valores de
resistência à compressão e menores valores de absorção de água capilar, índice
de vazios e absorção de água por capilaridade que as argamassas produzidas
com cimento padrão (sem resíduo silicoso). O mesmo não foi observado para
argamassas de cimento com 30% de resíduo de silício. Técnicas analíticas de
imagens de microscopia eletrônica de varredura indicaram uma porosidade mais
fechada para argamassas de cimento nos teores de 70% e 50% de cimento com
resíduo. Assim, como conclusão, o aproveitamento do resíduo estudado como
material de substituição parcial da escória granulada em cimento composto tipo “E”
é viável tecnicamente e ambientalmente. / The reuse of industrial waste and alternative raw materials in construction
is fundamental to sustainable development with reduced consumption of natural
resources and CO2 emissions. In this line, the present study contemplates the use
of a powdered waste, originating from the production of metallic silicon, which is
designated as pre-separator residue. In this way, the objective of this research is to
produce and evaluate properties of Portland cement composite CP II-E with the
addition, during its manufacture, of metallic silicon industrial residue after
calcination. For this purpose, the residue was used in partial replacement to blast
furnace slag, in mass contents of 30%, 50% and 70%, in addition to the reference
situation, in which no silicon residue was added to the cement (0%). . Cement
properties, produced with residues, were evaluated for their chemical composition,
mineralogical, physical parameters (fineness, picking times, fire loss and insoluble
residue), compressive strength, water absorption, absorption by capillarity,
microscopic techniques and analytical techniques (DR-X, chemical composition and
thermal analyzes of TG / DTG). As results, there were no significant differences in
the physical parameters of the cements produced. Cement mortars produced with
higher residue contents (70% and 50%) had the highest values of compressive
strength and lower values of capillary water absorption, voids index and water
absorption by capillarity than mortars produced with standard cement ( without
siliceous residue). The same was not observed for cement mortars with 30% silicon
residue. Analytical techniques of scanning electron microscopy images indicated a
more closed porosity for cement mortars in the contents of 70% and 50% of cement
with residue. Thus, as a conclusion, the utilization of the residue studied as partial
replacement material of granulated slag in composite cement type "E" is technically
and environmentally feasible.
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Reciclando cinzas: estudo de viabilidade para produção de blocos para a construção civil a partir da cinza volante residual de um reator de leito fluidizado / Ash recycling: feasibility study for production of blocks to the civil constructionNogueira, Josiane Ramos 07 October 2011 (has links)
A reciclagem de resíduos tem sido tema de diversos estudos e pesquisas, já que o meio ambiente vem sofrendo muitos impactos ambientais por conta do desenvolvimento da indústria mundial. Nessa linha, muitas empresas têm adotado estratégias mercadológicas ditas sustentáveis, procurando atender a um requisito que, atualmente, interessa a toda a sociedade: desenvolvimento sustentável. E uma das maneiras de haver desenvolvimento econômico sustentável, minimizando os impactos ao meio ambiente, é utilizar os resíduos gerados aplicandoos em outros processos de produção. Sendo assim, o presente trabalho propõe utilizar a cinza, que resulta da queima do carvão mineral adicionado ao calcário dolomítico e a areia, gerada pelo reator de leito fluidizado circulante de uma indústria produtora de alumínio localizada na área industrial de São Luís do Maranhão. O objetivo deste trabalho é avaliar a melhor utilização desse resíduo sólido industrial em matrizes cimentícias. A investigação experimental inicia com a classificação e caracterização do resíduo in natura, avaliando seu potencial pozolânico. Com os resultados dos ensaios foi possível indicar que o seu melhor uso é como agregado, devido sua característica de não pozolânico. Também, devido a sua composição granulométrica de característica mais fina e sua elevada superfície específica, propõese que a cinza seja adicionado como filler. A etapa seguinte compreende a produção de matrizes compostas de cimento, areia e cinza (utilizada como filler), nessa etapa foram testados vários traços, aferindo suas propriedades mecânicas e eficiência de estabilização da matriz. O traço que melhor respondeu a essas questões foi o 1 : 1,5 : 1,5 (cimento:areia:cinza), pois apresentou bom desempenho mecânico utilizando grande quantidade de resíduo. Definida a matriz, essa foi submetida a ensaios complementares, para então ser aplicada na produção dos blocos prensados. Os blocos apresentaram bom desempenho mecânico e físico. A eficiência da estabilização do resíduo na matriz apresentou bons índices nos extratos solubilizados e até 100% de estabilização por solidificação, porém alguns parâmetros ainda apresentaram resultado acima do estabelecido por norma. Concluise então, que os blocos de cinza volante podem ser utilizados na construção civil, desde que sejam seguidas algumas recomendações quanto a produção e utilização dos mesmos. / The recycling of waste has been the subject of several studies and research, since the environment has undergone many environmental impacts due to the development of the industry worldwide. For that reason, many companies have adopted socalled sustainable marketing strategies, trying to meet a requirement that currently involves the whole society: the sustainable development. And one way to achieve sustainable economic development while minimizing impacts on the environment is the use of generated waste by applying it to different production processes. Therefore, this research proposes the use of ash from burning coal added to the lime and sand, generated by circulating fluidized bed reactor of an industry that produces aluminum located in the industrial area of São Luís, Maranhão. The aim of this study is to evaluate the best use of industrial solid waste in cementitious matrices. The experimental investigation starts with the classification and characterization of the waste in nature, evaluating its pozzolanic potential. From the test results it was possible to indicate that its best use is as an aggregate, due to its nonpozzolanic characteristic. Also, due to its small granulometry and high specific surface, it is proposed the ash to be added as a filler. The next step involves the production of matrices composed by cement, sand and ash (used as filler). At this stage various compositions were tested, assessing their mechanical properties and efficiency on the matrix stabilization. The composition that better responded to these questions was 1: 1.5: 1.5 (cement: sand: ash), once it showed good mechanical performance using large amounts of waste. This matrix was subjected to further testing and was subsequently used to produce the compressed blocks. The blocks showed good mechanical and physical performance. The efficiency of waste stabilization in the matrix showed good levels in solubilized extracts and up to 100% stabilization by solidification, but some parameters still showed results above the established by the norm. We conclude that the blocks made using fly ash can be used in construction, since some recommendations regarding their production and use are followed.
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Reciclando cinzas: estudo de viabilidade para produção de blocos para a construção civil a partir da cinza volante residual de um reator de leito fluidizado / Ash recycling: feasibility study for production of blocks to the civil constructionJosiane Ramos Nogueira 07 October 2011 (has links)
A reciclagem de resíduos tem sido tema de diversos estudos e pesquisas, já que o meio ambiente vem sofrendo muitos impactos ambientais por conta do desenvolvimento da indústria mundial. Nessa linha, muitas empresas têm adotado estratégias mercadológicas ditas sustentáveis, procurando atender a um requisito que, atualmente, interessa a toda a sociedade: desenvolvimento sustentável. E uma das maneiras de haver desenvolvimento econômico sustentável, minimizando os impactos ao meio ambiente, é utilizar os resíduos gerados aplicandoos em outros processos de produção. Sendo assim, o presente trabalho propõe utilizar a cinza, que resulta da queima do carvão mineral adicionado ao calcário dolomítico e a areia, gerada pelo reator de leito fluidizado circulante de uma indústria produtora de alumínio localizada na área industrial de São Luís do Maranhão. O objetivo deste trabalho é avaliar a melhor utilização desse resíduo sólido industrial em matrizes cimentícias. A investigação experimental inicia com a classificação e caracterização do resíduo in natura, avaliando seu potencial pozolânico. Com os resultados dos ensaios foi possível indicar que o seu melhor uso é como agregado, devido sua característica de não pozolânico. Também, devido a sua composição granulométrica de característica mais fina e sua elevada superfície específica, propõese que a cinza seja adicionado como filler. A etapa seguinte compreende a produção de matrizes compostas de cimento, areia e cinza (utilizada como filler), nessa etapa foram testados vários traços, aferindo suas propriedades mecânicas e eficiência de estabilização da matriz. O traço que melhor respondeu a essas questões foi o 1 : 1,5 : 1,5 (cimento:areia:cinza), pois apresentou bom desempenho mecânico utilizando grande quantidade de resíduo. Definida a matriz, essa foi submetida a ensaios complementares, para então ser aplicada na produção dos blocos prensados. Os blocos apresentaram bom desempenho mecânico e físico. A eficiência da estabilização do resíduo na matriz apresentou bons índices nos extratos solubilizados e até 100% de estabilização por solidificação, porém alguns parâmetros ainda apresentaram resultado acima do estabelecido por norma. Concluise então, que os blocos de cinza volante podem ser utilizados na construção civil, desde que sejam seguidas algumas recomendações quanto a produção e utilização dos mesmos. / The recycling of waste has been the subject of several studies and research, since the environment has undergone many environmental impacts due to the development of the industry worldwide. For that reason, many companies have adopted socalled sustainable marketing strategies, trying to meet a requirement that currently involves the whole society: the sustainable development. And one way to achieve sustainable economic development while minimizing impacts on the environment is the use of generated waste by applying it to different production processes. Therefore, this research proposes the use of ash from burning coal added to the lime and sand, generated by circulating fluidized bed reactor of an industry that produces aluminum located in the industrial area of São Luís, Maranhão. The aim of this study is to evaluate the best use of industrial solid waste in cementitious matrices. The experimental investigation starts with the classification and characterization of the waste in nature, evaluating its pozzolanic potential. From the test results it was possible to indicate that its best use is as an aggregate, due to its nonpozzolanic characteristic. Also, due to its small granulometry and high specific surface, it is proposed the ash to be added as a filler. The next step involves the production of matrices composed by cement, sand and ash (used as filler). At this stage various compositions were tested, assessing their mechanical properties and efficiency on the matrix stabilization. The composition that better responded to these questions was 1: 1.5: 1.5 (cement: sand: ash), once it showed good mechanical performance using large amounts of waste. This matrix was subjected to further testing and was subsequently used to produce the compressed blocks. The blocks showed good mechanical and physical performance. The efficiency of waste stabilization in the matrix showed good levels in solubilized extracts and up to 100% stabilization by solidification, but some parameters still showed results above the established by the norm. We conclude that the blocks made using fly ash can be used in construction, since some recommendations regarding their production and use are followed.
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COMPORTAMENTO DE PEQUENAS PAREDES DE ALVENARIA ESTRUTURAL FRENTE A ALTAS TEMPERATURAS / BEHAVIOR OF SMALL STRUCTURAL MASONRY WALLS FRONT OF HIGH TEMPERATURESRigão, Alessandro Onofre 13 August 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The current civil building use several kinds of materials for fencing as solid or
hollow bricks or closure function and structural like the structural masonry. The codes
and national laws of fire protection define a minimum period of fire resistance for
walls and sealing elements. However, the great majority of the codes offer few
alternatives of materials and thicknesses to define the minimum capacity for fire.
Normally in the suggested alternatives, when tested, the materials exhibit superior
performance. The alternative to a proper definition of time of fire resistance is testing
a prototype of the wall in real scale, usually being expensive test. The purpose of this
paper is to study the behavior of structural masonry walls and its components against
high temperatures using furnances adapted to this end. It was studied the level of
degradation of the materials singly and within the set, the increasing of load in small
walls due to the temperature rising, besides the residual strength of the masonry and
its constituents after exposure the high temperatures. The rate of heating of the oven
did not follow Standard Curve, even so, it was possible to verify which the laws are
conservative in relation to the performance against high temperatures of the
materials. The walls obtained good performance against high temperatures, showing
low cracking level and maintaining the structural stability. It was tested mortars with
various resistances to temperature of 900ºC, seeing that this temperature was
sufficient to promote the complete deterioration of materials. Mortars of 4 MPa were
heated to 400ºC, noting that remained intact, showing residual strength. It was
observed that the type of aggregate used in mortars affect the weight loss and
stability of the material when subject to high temperatures. It was molded ceramics
prisms with mortar of 4 MPa to verify the residual strength after heating to 400º and
900ºC, noting that the strength these was higher than average for the same strength
of mortars subjected to the same heating. In addition, failure stress of the small wall
exposed the high temperatures was very close to the average of the ceramic prisms
subjected to the same heating rate. / A construção civil atual utiliza diversos tipos de materiais para vedação como
tijolos cerâmicos vazados ou maciços ou com função de fechamento e estrutural
como a alvenaria estrutural. Os códigos e legislações nacionais de proteção contra
incêndio definem um tempo mínimo de resistência ao fogo para paredes e
elementos de vedação. Entretanto, a maioria desses códigos oferece poucas
alternativas de materiais e espessuras mínimas para definir a capacidade de
resistência ao fogo. Normalmente nas alternativas sugeridas, quando ensaiados, os
materiais apresentam desempenho superior. A alternativa para a definição
adequada do tempo de resistência ao fogo é ensaiar um protótipo da parede em
escala real, sendo um ensaio geralmente dispendioso. A proposta deste trabalho é
efetuar o estudo do comportamento de paredes de alvenaria estrutural e seus
componentes frente a altas temperaturas, utilizando fornos adaptados para essa
finalidade. Foi estudado o nível de degradação dos materiais isoladamente e no
conjunto, o aumento de carga em pequenas paredes devido à elevação da
temperatura, além da resistência residual da alvenaria e seus constituintes após
exposição às altas temperaturas. A taxa de aquecimento do forno não seguiu a
Curva Padrão de norma, mesmo assim, foi possível verificar que as legislações são
conservadoras em relação ao desempenho frente ao fogo dos materiais. As paredes
obtiveram bom desempenho frente às altas temperaturas, apresentando nível de
fissuração baixo e mantendo a estabilidade estrutural. Foram ensaiadas argamassas
de diversas resistências à temperatura de 900ºC, constatando que esta temperatura
foi suficiente para promover a completa deterioração dos materiais. Argamassas de
4 MPa foram aquecidas a 400ºC, observando que mantiveram-se íntegras,
apresentando resistência residual. Foi constatado que o tipo de agregado usado nas
argamassas tem influência na perda de massa e estabilidade do material quando
submetido a altas temperaturas. Foram moldados prismas cerâmicos com
argamassa de 4 MPa para verificar a resistência residual após o aquecimento a 400º
e 900ºC, constatando que a resistência desses foi superior a resistência média para
as argamassas de mesma resistência submetidas ao mesmo aquecimento. Além
disso, a tensão de ruptura da pequena parede exposta às altas temperaturas ficou
bem próxima à média dos prismas cerâmicos submetidos à mesma taxa de
aquecimento.
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