Submitted by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-05-18T18:52:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EmpregoResiduoSilicio.pdf: 10625029 bytes, checksum: be55a09ac4e1646305f9d90ea737d824 (MD5) / Approved for entry into archive by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-05-18T18:53:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EmpregoResiduoSilicio.pdf: 10625029 bytes, checksum: be55a09ac4e1646305f9d90ea737d824 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T18:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EmpregoResiduoSilicio.pdf: 10625029 bytes, checksum: be55a09ac4e1646305f9d90ea737d824 (MD5) 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.

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.

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.

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.