Orientador: Mario Cilense / Banca: Carlos de Oliveira Paiva Santos / Banca: Paulo Roberto Bueno / Banca: Edson Roberto Leite / Banca: Dulcina Maria Pinatti Ferreira de Souza / Resumo: Estudos preliminares foram realizados em cerâmicas com propriedades varistoras, à base, SnO2-TiO2-Co2O3, com adições de Nb2O5, Ta2O5, Cr2O3 e Al2O3, preparados por meio de misturas de óxidos em moinho de alta energia, sinterizados em forno tubular na temperatura de 1250ºC durante 90 min em atmosfera de oxigênio, argônio e ambiente. Foram caracterizados quanto à densidade e propriedades elétricas.Terminada essa etapa, o sistema escolhido foi aquele que melhor se adaptou ao propósito do estudo desse trabalho. O sistema escolhido, SnO2-0,75TiO2-0,1Co2O3-0,05Nb2O5 mol %, foi preparado nas mesmas condições que na fase preliminar, sinterizados em atmosfera ambiente, tratados termicamente a 900ºC durante 60 min em atmosfera de oxigênio, e a pressão reduzida (10- 2torr). Em seqüência, essas amostras foram caracterizadas quanto as suas propriedades elétricas (medida tensão-corrente, espectroscopia de impedância e microscopia de força eletrostática) e microestruturais (difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura, analise de EDX, analise de EDS, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios x). A medida da altura da barreira foi obtida por meio da técnica de microscopia de força eletrostática através de uma modelagem matemática. / Abstract: In the present thesis it was studied nonohmic electronic ceramics based on SnO2.TiO2.Co2O3 ternary systems doped with Nb2O5, Ta2O5, Cr2O3 and Al2O3. These systems were prepared using traditional ball milling oxide mixture process. The sintering was conducted using tubular furnace at 1250 ºC for 90 min in different atmospheres: oxygen, argon and ambient atmosphere. Structural, density and electrical properties were investigated in all of the systems. The system presenting superior electrical properties was chosen to be studied concerning relationship between microstructural features and electrical properties. Therefore, SnO2-0.75TiO2-0.1Co2O3-0.05Nb2O5 % mol composition was thermal treated at 900 ºC for 60 min at oxygen-rich and oxygen-poor (10-2torr) atmospheres. After this step, the system was characterized by using different electrical, structural and microstructural techniques (current-voltage, impedance spectroscopy and electronic force image, X-ray diffraction, scanning electronic microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray (EDX), energy dispersive spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM). The potential barrier was mathematical modeled according to electrostatic force images. The mathematical treatment is based on a matrix systems applied to each potential difference existing in the sample. From the solution of the matrix system it is possible to obtain the barrier height as a function of the applied potential. / Doutor

This study aims a reasoned study on the physical, chemical, mineralogical and microstructural characterization of four clay raw materials of the state of Sergipe, three of them never previously studied and evaluates its potential for use in the production of ceramic tiles. We analyzed the influence of process variables granulometry, pressing, ceramic formulation, heating rate and maximum firing temperature for the densification of the material. For this, the clays were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric and differential thermal analysis, particle size distribution, dilatometry, Atterberg limits, water absorption, modulus of rupture in bending and linear firing shrinkage. Calcite concentrations were detected between 1.1 and 13.7%, depending on the origin of the raw material. This information is crucial for adjustments in the firing cycle and predicts the minimum energy for the sintering occurs. The microstructure was investigated by scanning electron microscopy and from the results it was possible to confirm the correlation between the liquid phase formation and porosity reduction in the ceramic bodies sintered at 1150 °C. The determined activation energy in final sintering stage showed that, as it decreases the calcium carbonate content combined with the increase of flux material content, the sintering occurs at lower temperatures, resulting in lower energy costs in the process of production. / O presente trabalho tem como objetivo um estudo fundamentado na caracterização física, químico-mineralógica e microestrutural de quatro matérias-primas argilosas do estado de Sergipe, sendo três nunca estudadas anteriormente, e avaliar suas potencialidades para aplicação na produção de revestimentos cerâmicos. Analisou-se a influência das variáveis de processo granulometria, prensagem, formulação da mistura cerâmica, taxa de aquecimento e temperatura máxima de queima sobre a densificação do material. Para isso, as argilas foram caracterizadas por difração de raios X, fluorescência de raios X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier, análises termogravimétrica e térmica diferencial, distribuição de tamanho de partículas, dilatometria, limites de Atterberg, absorção de água, módulo de ruptura à flexão e retração linear de queima. Foram detectadas concentrações de calcita entre 1,1 e 13,7%, a depender da origem da matéria-prima. Esta informação é determinante para ajustes no ciclo de queima e previsão da energia mínima para que a sinterização ocorra. A microestrutura foi investigada por microscopia eletrônica de varredura e através dos resultados foi possível confirmar a correlação entre a formação de fase líquida e a redução de porosidade nos corpos cerâmicos sinterizados a 1150 oC. As energias de ativação determinadas no estágio final de sinterização mostraram que, à medida que se diminui o teor de carbonato de cálcio combinado com o aumento do teor de materiais fundentes, a sinterização ocorre em temperaturas mais baixas, resultando em menores gastos energéticos no processo de produção.

Made available in DSpace on 2017-06-01T17:57:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ariosvaldo_gomes_ribeiro.pdf: 6140655 bytes, checksum: 5dfc460556eacc169ff55922d729db79 (MD5) Previous issue date: 2013-04-12 / The work discusses about the effects of soluble salts action on ceramic brick masonry walls in Petrolina-PE. To understand this phenomenon a mapping of pathologies on walls related with soluble salt action was performed and monitoring wells were installed to capture groundwater in five places on the city where the phenomenon occurs more frequently. Samples of soils and groundwater as well as samples of ceramic bricks and level of chloride in the atmosphere were collected and analyzed in laboratory to assess their properties. Obtained results showed pathological manifestations observed on ceramic bricks walls in building localized on the areas studied are strongly influenced by the high content of soluble salts found in samples of soils and groundwater in the city and not by the content of chloride in the atmosphere. / Este trabalho discute o fenômeno da ação de sais minerais solúveis em alvenarias de tijolos cerâmicos no município de Petrolina-PE. Para o entendimento deste fenômeno foi realizado um mapeamento das patologias oriundas da ação de sais minerais solúveis existentes em Petrolina e instalados poços de monitoramento da água subterrânea em cinco pontos considerados de maior ocorrência do fenômeno. Amostras de solo, da água subterrânea, de tijolos afetados pelo fenômeno e do nível de cloreto na atmosfera destas localidades foram coletadas e analisadas em laboratório para caracterização de suas propriedades. Os resultados obtidos indicam que as manifestações patológicas existentes nas paredes de alvenaria de blocos cerâmicos das edificações localizadas nas áreas em estudo são influenciadas pelo elevado conteúdo de sais solúveis observado nas amostras de solo e águas subterrâneas coletadas, não sendo verificada qualquer influência dos cloretos existentes na atmosfera.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-19Bitstream added on 2014-06-13T20:58:53Z : No. of bitstreams: 1 carvalho_cf_me_sjc.pdf: 1809025 bytes, checksum: bd4ee4f9a60dfdd8304d67de208703e4 (MD5) / O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar a adaptação marginal de restaurações, confeccionadas em dois tipos de sistemas cerâmicos: CEREC inLab (VITA) e IPS Empress 2 (Ivoclar-Vivadent) , após a cimentação com cimento resinoso RelyX (3M). Foram preparados 20 pré-molares humanos com cavidade MOD inlay, reproduzidos com silicone de adição, e obtidos modelos em gesso tipo IV, sobre os quais foram confeccionadas as restaurações conforme as recomendações dos fabricantes. Dez inlays no sistema IPS Empress 2 e 10 inlays no sistema CEREC inLab. As restaurações foram cimentadas sob pressão constante de 1,5 Kgf por 10 min, com cimento resinoso, com pré-tratamento. As desadaptações marginais foram avaliadas em MEV, com magnificação de 200x, em 50 pontos eqüidistantes. As médias foram analisadas pelo teste estatístico t(Student) de amostras dependentes.Resultando em uma diferenca estatisticamente significante entre as desadaptaçoes marginais no sistema IPS Empress (93,8'mais ou menos'15,5'mü'm)que se mostraram menores que no sistema CEREC inLab (114,4'mais ou menos'10,6'mü'm). Quando se comparou os valores médios entre as faces proximais (116,51.21,85'mü') e oclusal (112,26'mais ou menos'8,49'mü) do sistema Cerec Inlab, e faces proximais (87,12'mais ou menos'27,98,'mü') e oclusal (100,47'mais ou menos'22,23'mü')do sistema IPS Empress 2, verifica-se que esses valores não diferem estatisticamente. Ainda assim, conclui-se que as médias obtidas são aceitavéis clinicamente. / This study has the proposal to evaluate the marginal adaptation of two system all-ceramic class II inlays one of laboratory-made heat-pressed ceramics (IPS Empress 2) and other computer-aided manufacturing ( CEREC inLab) after cementation with resin cement . Extracted human premolars were prepared to receive mesio occluso distal (MOD) ceramic inlays for 10 IPS Empress restorations and 10 CEREC inLab restorations. The impression material used was a polivinilsyloxane addition silicone by the double impression technique. The impressions of prepared teeth were cast in type IV dental stone. The restaurations were made following the manufacturer's recommendations. The inlays were luted on human premolars with resin cement in accordance with the manufacturer's recommended pré-treatment. The marginal gaps were investigated scanning electron microscopy with magnification of 200x. The results were analyzed by t (student) statistic test.The means marginal gap for IPS Empress 2 wal 93,8'mais ou menos'15,5'mü'm significantly smaller than that od 114,4'mais ou menos'10,6'mü'm calculated a the CEREC in Lab system.The gaps of the inlays at the occlusal margin and of the approximal margin showed no significantly differences in two system. It may be concluded that mensuarement value are clinically acceptable.

O tungstato de zircônio (ZrW2O8) é um material cerâmico que exibe diversos compor-tamentos incomuns: expansão térmica negativa, amorfização induzida por altas pressões (entre 1,5 GPa e 2,0 GPa) e recristalização endotérmica quando aquecido a temperaturas superiores a 600 C. A relaxação estrutural exotérmica e irreversível é o fenômeno que precede a recristalização da fase amorfa do composto e é caracterizada por um espectro contínuo de energia de ativação. Este trabalho tem como objetivo principal explorar o mecanismo de relaxação estrutural da fase amorfa do tugnstato de zircônio, em particular, determinar se este fenômeno envolve a quebra das ligações W-O formadas durante a amorfização. Com esta finalidade, foram utilizadas as técnicas de ressonância magnética nuclear de estado sólido do núcleo 17O (RMN), espectroscopia Raman e espectroscopia na região do infravermelho longínquo (FT-FAR-IR). Além disso, como objetivo secundário, foi calculado, por meio de medidas de calorimetria exploratória diferencial modulada (MDSC) o espectro de energia de ativação deste processo. Esse cálculo envolveu a resolução do problema inverso originado do modelo cinético utilizado, que resulta em uma equação integral de Fredholm do primeiro tipo. O espectro obtido apresenta uma distribuição assimétrica de probabilidade de que processos cinéticos ocorram como função da energia com dois máximos em aproximadamente 1.4 eV e 2.7 eV, indício de que dois processos com mecanismos distintos ocorrem durante a relaxação. A evolução da estrutura amorfa durante a relaxação foi acompanhada por RMN do estado sólido do núcleo 17O e por meio das técnicas de espectroscopias vibracionais. Os resultados indicam que durante a relaxação estrutural da fase amorfa do ZrW2O8 não ocorre quebra das ligações W-O formadas durante a amorfização, mas apenas um rearranjo local dos átomos de oxigênio. Somente na temperatura de recristalização é fornecida energia suficiente para que ocorra o rompimento destas ligações. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-12-19T16:39:57Z No. of bitstreams: 1 Tese Fernanda Miotto.pdf: 6599930 bytes, checksum: 758989ba90137070ed1f00a6452fd4f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T16:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Fernanda Miotto.pdf: 6599930 bytes, checksum: 758989ba90137070ed1f00a6452fd4f6 (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS. / Zirconium tungstate (ZrW2O8) is a ceramic material which exhibits several unusual properties such as negative thermal expansion, amorphization induced by high pressures ( 1.5 GPa and 2.0 GPa) and endothermic recrystallization when heated to temperatures above 600 C. The irreversible exothermic structural relaxation is the phenomenon that precedes the recrystallization of the amorphous phase and is characterized by a continuous activation energy spectrum. This work aims to explore the structural relaxation mechanism of the amorphous phase of zirconium tungstate, in particular, determine whether this phenomenon involves the breakdown of W-O bonds formed during amorphization. To this end, the techniques of 17O solid-state nuclear magnetic resonance (NMR), Raman spectroscopy and far infrared spectrocopy (FT-FAR-IR) were used. As secondary objective, the activation energy spectrum of this process is calculated using modulated di˙erential scanning calorimetry measurements (MDSC). This calculation involved the resolution of the inverse problem originated from the kinetic model used, which results in a Fredholm integral equation of the first kind. The spectrum obtained shows an asymmetric distribution of probability that kinetic processes occur as a function of energy with two maxima at about 1.4 eV and 2.7 eV, evidence that two processes with distinct mechanisms occur during relaxation. The evolution of the amorphous structure during relaxation was monitored by 17O solid-state NMR and vibrational spectroscopy. The results indicate that during structural relaxation of the amorphous phase of ZrW2O8 ther is not breaking of bonds but only a re-arrangement of oxygen atoms. Only at recrystallization temperature enough energy is available to promote the breaking of the W-O bonds formed during amorphization.

O tungstato de zircônio (ZrW2O8) é um material cerâmico que exibe diversos compor-tamentos incomuns: expansão térmica negativa, amorfização induzida por altas pressões (entre 1,5 GPa e 2,0 GPa) e recristalização endotérmica quando aquecido a temperaturas superiores a 600 C. A relaxação estrutural exotérmica e irreversível é o fenômeno que precede a recristalização da fase amorfa do composto e é caracterizada por um espectro contínuo de energia de ativação. Este trabalho tem como objetivo principal explorar o mecanismo de relaxação estrutural da fase amorfa do tugnstato de zircônio, em particular, determinar se este fenômeno envolve a quebra das ligações W-O formadas durante a amorfização. Com esta finalidade, foram utilizadas as técnicas de ressonância magnética nuclear de estado sólido do núcleo 17O (RMN), espectroscopia Raman e espectroscopia na região do infravermelho longínquo (FT-FAR-IR). Além disso, como objetivo secundário, foi calculado, por meio de medidas de calorimetria exploratória diferencial modulada (MDSC) o espectro de energia de ativação deste processo. Esse cálculo envolveu a resolução do problema inverso originado do modelo cinético utilizado, que resulta em uma equação integral de Fredholm do primeiro tipo. O espectro obtido apresenta uma distribuição assimétrica de probabilidade de que processos cinéticos ocorram como função da energia com dois máximos em aproximadamente 1.4 eV e 2.7 eV, indício de que dois processos com mecanismos distintos ocorrem durante a relaxação. A evolução da estrutura amorfa durante a relaxação foi acompanhada por RMN do estado sólido do núcleo 17O e por meio das técnicas de espectroscopias vibracionais. Os resultados indicam que durante a relaxação estrutural da fase amorfa do ZrW2O8 não ocorre quebra das ligações W-O formadas durante a amorfização, mas apenas um rearranjo local dos átomos de oxigênio. Somente na temperatura de recristalização é fornecida energia suficiente para que ocorra o rompimento destas ligações. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS. / Zirconium tungstate (ZrW2O8) is a ceramic material which exhibits several unusual properties such as negative thermal expansion, amorphization induced by high pressures ( 1.5 GPa and 2.0 GPa) and endothermic recrystallization when heated to temperatures above 600 C. The irreversible exothermic structural relaxation is the phenomenon that precedes the recrystallization of the amorphous phase and is characterized by a continuous activation energy spectrum. This work aims to explore the structural relaxation mechanism of the amorphous phase of zirconium tungstate, in particular, determine whether this phenomenon involves the breakdown of W-O bonds formed during amorphization. To this end, the techniques of 17O solid-state nuclear magnetic resonance (NMR), Raman spectroscopy and far infrared spectrocopy (FT-FAR-IR) were used. As secondary objective, the activation energy spectrum of this process is calculated using modulated di˙erential scanning calorimetry measurements (MDSC). This calculation involved the resolution of the inverse problem originated from the kinetic model used, which results in a Fredholm integral equation of the first kind. The spectrum obtained shows an asymmetric distribution of probability that kinetic processes occur as a function of energy with two maxima at about 1.4 eV and 2.7 eV, evidence that two processes with distinct mechanisms occur during relaxation. The evolution of the amorphous structure during relaxation was monitored by 17O solid-state NMR and vibrational spectroscopy. The results indicate that during structural relaxation of the amorphous phase of ZrW2O8 ther is not breaking of bonds but only a re-arrangement of oxygen atoms. Only at recrystallization temperature enough energy is available to promote the breaking of the W-O bonds formed during amorphization.

The search for improved physical and mechanical properties of ceramic tiles is an increasingly urgent need, facing increasing competition from the globalization of the economy. The design of experiments has been used more and more to model, simulate and obtain characteristics of interest in several areas of science. This work aimed at the development of mathematical models for predicting the properties of water absorption, linear shrinkage and flexural strength of the ceramic tiles using the factorial design of experiments. Samples of three clay deposits were collected, whose physical, chemical and mineralogical characterizations, showed that these are clay characteristics used in the industry of ceramic tiles. Then, based on the major variables of ceramic processing that directly influence the final quality of the ceramic tiles( formulation, particle size, pressing and firing conditions), mathematical models were developed for the prediction of properties of water absorption, linear shrinkage and of the flexural strength modulus. Mathematical models obtained for the prediction of absorption and shrinkage were considered satisfactory for they were able to describe the experimental data in the evaluated range and to the desired level of trust. However, the same has not happened to the model for the flexural strength that must be associated to peculiar characteristic of mechanical behavior of ceramic materials. This work has shown that the importance of characterization of experimental errors in a design of experiments and presents a proposal of procedures for the usage of factorial planning of experiments, specially in the modeling of mechanical behavior of ceramic materials. / A busca da melhoria de propriedades físicas e mecânicas da cerâmica de revestimento é uma necessidade cada vez mais premente devido, principalmente à globalização da economia. O planejamento de experimentos tem sido cada vez mais utilizado para modelar, simular e obter características de interesses em diversas áreas da ciência. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de modelos matemáticos para predição das propriedades de absorção de água, retração linear e resistência à flexão da cerâmica de revestimento usando o planejamento fatorial de experimentos. Foram coletadas amostras de 03 depósitos argilosos, cuja caracterização física, química e mineralógica mostrou que as mesmas são características de argilas utilizadas na indústria da cerâmica de revestimento. Em seguida, com base nas principais variáveis do processamento cerâmico que influenciam diretamente a qualidade final do revestimento cerâmico (formulação, granulometria, prensagem e condições de queima), foram desenvolvidos modelos matemáticos para predição das propriedades de absorção de água, retração linear e do módulo de resistência à flexão. Os modelos matemáticos obtidos para predição da absorção e retração foram considerados satisfatórios, pois foram capazes de descrever os dados experimentais na faixa avaliada e para o nível de confiança desejado. Entretanto o mesmo não ocorreu com o modelo para resistência à flexão, que deve estar associado às características peculiares do comportamento mecânico dos materiais cerâmicos. Este trabalho demonstrou também a importância da caracterização dos erros experimentais em um planejamento de experimentos, e apresenta uma proposta de procedimentos para a utilização do planejamento fatorial de experimentos, especialmente na modelagem do comportamento mecânico de materiais cerâmicos.

Orientador: Marcos Valerio Ribeiro / Resumo: A superliga de ferro-níquel VAT 32® foi desenvolvida como um substituto da liga de níquel 751 (UNS N07751) usada na fabricação de válvulas automotivas para motores de combustão interna de alto desempenho. A formação de carbonetos de nióbio confere a esta liga elevada resistência ao desgaste, desejada na aplicação em válvulas automotivas, criando-se, porém, uma maior dificuldade na usinagem deste material. Este trabalho estudou o torneamento da liga VAT 32® com dois tipos de ferramentas cerâmicas, sendo pastilhas de materiais cerâmicos experimentais, a primeira de Al2O3 + MgO e a segunda de Al2O3 + Cr2O3. Por meio do método de Taguchi de planejamento experimental, foram obtidas as combinações e os efeitos principais dos parâmetros de entrada: velocidade de corte, avanço, profundidade de corte para avaliar cada uma das variáveis respostas, sendo elas potência de usinagem, desgaste das ferramentas, qualidade superficial das peças usinadas, e os sinais de emissão acústica e vibração do processo. Foi obtida também, através da análise da razão sinal ruído (S/N) de Taguchi, a composição dos parâmetros de corte em que o processo apresentou menor variabilidade das características de qualidade, o chamado processo robusto. Os tipos de desgaste e tipos de cavaco também foram observados, e foi evidenciado que a pastilha contendo óxido de cromo teve um resultado melhor que a pastilha com óxido de magnésio, sendo superior nos parâmetros de desgaste de flanco (Vb), rugosidade (Ra), apresenta... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Nesta pesquisa foram utilizados resíduos da produção de alumínio e ferro. Resíduo de bauxita, que também é chamado de rejeitos de bauxita ou lama vermelha, e escória siderúrgica são os principais resíduos da indústria metalúrgica. Também foi utilizada areia de fundição, que é um resíduo do processo de fundição. Estes três componentes foram utilizados em conjunto para desenvolver material cerâmico de construção. A idéia principal era usar apenas resíduos industriais, sem materiais naturais tradicionais. Os residuos de vidro e as cinzas de madeira foram adicionados às composições para deminuir o ponto de fusão das amostras. Na pesquisa, 24 composições foram queimadas a 800-1225°C e suas propriedades foram estudadas. As características mecânicas das amostras foram analisadas através do teste de resistência à flexão, medindo-se a absorção de água, densidade e retração linear. As propriedades físico-quimicas foram estudadas por XRF, XRD, AAS, SEM, EDS, LAMMA, mapeamento, DTA e TGA. O principal motivo para os resultados elevados de resistência à flexão (19,78 MPa) das amostras foi identificado como o desenvolvimento de novas formações amorfas. Como resultado da pesquisa, algumas composições foram sugeridas para a produção específica de materiais de construção. Composições contendo lama vermelha (40- 100%), escória siderúrgica (0-50%), areia de fundição (0-50%), resíduo de vidro (0-20%) e cinzas de madeira (0-20%), atenderam normas e regulamentos brasileiros para materiais de construção, podem substituir materiais cerâmicos tradicionais, que envolvem a enorme exploração de recursos naturais. / In the presented research were used residues of aluminum and iron production. Bauxite residue, which is also called bauxite tailings or red mud, and blast furnace slag are the key wastes of metallurgical industry. There was also used foundry sand, which is a residue of casting process. These three components were used together to develop ceramic construction material. The main idea was to use industrial wastes only, no traditional natural materials. The waste glass and wood ash were added to the compositions in order to decrease melting point of the samples. In the research 24 compositions were sintered at 800-1225°C and their properties were studied. Their mechanical characteristics were analyzed using flexural strength test, measuring water absorption, density, and linear shrinkage. Physicochemical properties were studied by XRF, XRD, AAS, SEM, EDS, LAMMA, mapping, DTA, and TGA. The main reason for high results of flexural strength (19.78 MPa) of the samples was identified as a development of new amorphous formations. As a result of research, some compositions were suggested for specific construction materials production. Compositions containing red mud (40-100%), blast furnace slag (0-50%), foundry sand (0-50%), waste glass (0-20%), and wood ash (0-20%), according to Brazilian Norms and regulations for construction materials, may substitute traditional ceramic materials, which involve enormous exploration of natural resources.

Nesta pesquisa foram utilizados resíduos da produção de alumínio e ferro. Resíduo de bauxita, que também é chamado de rejeitos de bauxita ou lama vermelha, e escória siderúrgica são os principais resíduos da indústria metalúrgica. Também foi utilizada areia de fundição, que é um resíduo do processo de fundição. Estes três componentes foram utilizados em conjunto para desenvolver material cerâmico de construção. A idéia principal era usar apenas resíduos industriais, sem materiais naturais tradicionais. Os residuos de vidro e as cinzas de madeira foram adicionados às composições para deminuir o ponto de fusão das amostras. Na pesquisa, 24 composições foram queimadas a 800-1225°C e suas propriedades foram estudadas. As características mecânicas das amostras foram analisadas através do teste de resistência à flexão, medindo-se a absorção de água, densidade e retração linear. As propriedades físico-quimicas foram estudadas por XRF, XRD, AAS, SEM, EDS, LAMMA, mapeamento, DTA e TGA. O principal motivo para os resultados elevados de resistência à flexão (19,78 MPa) das amostras foi identificado como o desenvolvimento de novas formações amorfas. Como resultado da pesquisa, algumas composições foram sugeridas para a produção específica de materiais de construção. Composições contendo lama vermelha (40- 100%), escória siderúrgica (0-50%), areia de fundição (0-50%), resíduo de vidro (0-20%) e cinzas de madeira (0-20%), atenderam normas e regulamentos brasileiros para materiais de construção, podem substituir materiais cerâmicos tradicionais, que envolvem a enorme exploração de recursos naturais. / In the presented research were used residues of aluminum and iron production. Bauxite residue, which is also called bauxite tailings or red mud, and blast furnace slag are the key wastes of metallurgical industry. There was also used foundry sand, which is a residue of casting process. These three components were used together to develop ceramic construction material. The main idea was to use industrial wastes only, no traditional natural materials. The waste glass and wood ash were added to the compositions in order to decrease melting point of the samples. In the research 24 compositions were sintered at 800-1225°C and their properties were studied. Their mechanical characteristics were analyzed using flexural strength test, measuring water absorption, density, and linear shrinkage. Physicochemical properties were studied by XRF, XRD, AAS, SEM, EDS, LAMMA, mapping, DTA, and TGA. The main reason for high results of flexural strength (19.78 MPa) of the samples was identified as a development of new amorphous formations. As a result of research, some compositions were suggested for specific construction materials production. Compositions containing red mud (40-100%), blast furnace slag (0-50%), foundry sand (0-50%), waste glass (0-20%), and wood ash (0-20%), according to Brazilian Norms and regulations for construction materials, may substitute traditional ceramic materials, which involve enormous exploration of natural resources.