[pt] O presente trabalho tem como objetivo investigar a influência da substituição de frações de areia por rejeito de minério de ferro (RMF) no concreto. Estudaram-se a reatividade do rejeito com o cimento, as variações de porosidade, a trabalhabilidade e o efeito filler do material. Para isso uma série de ensaios químicos, físicos, mecânicos e térmicos foram conduzidos. O RMF foi caracterizado quanto à composição química, granulometria e massa específica. Constatou-se que o material é formado por sílica e hematita e possui massa específica muito próxima à da areia, embora seja uma ordem de grandeza mais fino. Para avaliar a reatividade do RMF confrontou-se os resultados de diversos experimentos. Foram realizados ensaios de compressão axial em pastas de cimento com substituição de 10 por cento, 20 por cento e 30 por cento de cimento por RMF, em diferentes idades. O RMF foi ensaiado quimicamente pelo método Chapelle modificado e o índice de atividade pozolânica foi determinado. Além disso, fragmentos de concreto com RMF, aos 28 e 90 dias, foram ensaiados por termogravimetria e os produtos de hidratação comparados à amostra de referência. O grau de cristalinidade do RMF foi determinado por difração de raios-X. Todas as evidências indicam que o material é inerte. O efeito do RMF na trabalhabilidade do concreto e da pasta de cimento foi avaliado por ensaio de abatimento (slump test) e espalhamento (flow table), respectivamente, e detectou-se um aumento da trabalhabilidade com o aumento da fração de RMF. A porosidade foi avaliada por ensaio de imersão em água no concreto com diferentes frações de RMF, e por ensaio de microtomografia computadorizada, na qual foi determinada a distribuição dos poros. De modo geral, detectou-se tendência de redução da porosidade com o acréscimo do RMF. A resistência mecânica do concreto foi avaliada para substituições de 10 por cento, 20 por cento e 30 por cento de areia por RMF e os resultados foram comparados à substituição das mesmas frações de areia por material inerte, na granulometria do RMF. O efeito filler causou um aumento da resistência, tendo o melhor resultado sido obtido com a fração de 20 por cento de RMF. Também foi avaliado o comportamento à flexão em prismas de concreto com adição de fibras de aço na fração de 30 kg/m cúbicos e 20 por cento de substituição de areia por RMF. Os resultados de cargas máximas, tensões residuais e tenacidade foram, em média, muito próximos nas amostras com RMF e de referência. / [en] The present work aims to investigate the influence of the replacement of sand fractions by iron ore tailings (IOT) on concrete. The reactivity of tailings in the presence of cement, the variation of porosity and workability, and the filler effect of the material were studied. For this purpose, a series of chemical, physical, mechanical and thermal tests were conducted. The IOT was characterized by its chemical composition, particle size and specific weight. It is found that the material is formed by silica and hematite and has a specific weight similar to that of sand, although its grains are ten times smaller. To evaluate the reactivity of the IOT, the results of several experiments were compared. Axial compression tests were performed on cement pastes with replacement of 10 percent, 20 percent and 30 percent cement by IOT at different ages. The IOT was chemically tested by the modified Chapelle test and the pozzolanic activity index was determined. In addition, IOT concrete fragments at 28 and 90 days were tested by thermogravimetry and the hydration products were compared to the reference sample. The degree of crystallinity of the IOT was determined by X-ray diffraction. All evidence indicates that the material is inert. The effect of IOT on the workability of concrete and cement paste was tested by slump test and flow table, respectively, and an increase in workability was detected by increasing the IOT fraction. Porosity was evaluated by the water immersion test on concretes with different IOT fractions, and by computed tomography, which determined the pore distribution. In general, a tendency to reduce porosity was observed as IOT fraction increased. The mechanical strength of the concrete was evaluated for 10 percent, 20 percent and 30 percent sand replacements by IOT and the results were compared to the replacement of the same sand fractions by inert material, in the IOT granulometry. The filler effect caused an increase in resistance, with the best result being the 20 percent IOT fraction. It was also evaluated the flexural behavior in prismatic concrete specimens with addition of steel fibers in the fraction of 30 kg/m cubic and 20 percent of sand substitution by IOT. The results of maximum loads, residual stresses and toughness were on average very similar in the IOT and reference samples.

[pt] O gerenciamento e estocagem dos residuos de mineração apresentam desafios constantes devido às crescentes demandas do setor, dessa forma, o aperfeiçoamento dos processos de gestão dos rejeitos e a otimização da capacidade de estocagem dos reservatórios são fundamentais para a viabilidade de um empreendimento de exploração de recursos minerais. O presente trabalho apresenta a metodologia utilizada para avaliação do processo de ressecamento de rejeito da lavagem de bauxita da Mineração Rio do Norte, sendo proposta a execução de dois reservatórios experimentais, em escala piloto, possibilitando o monitoramento do comportamento de ressecamento do rejeito in loco e a cxecução de ensaios em laboratório. A proposta do estudo é avaliar o comportamento do rejeito quando disposto em diferentes espessuras de camadas, incluindo aspectos de condições climáticas e tempo de secagem. O objetivo foi calibrar o modelo de enchimento e otimizar a área dos reservatórios contidos no sistema de contenção de rejeitos da MRN, aperfeiçoando a previsibilidade do final da vida útil das estruturas e maior assertividade do balanço de massas no longo prazo. Os estudos de campo e laboratório consistiram na disposição e monitoramento de camadas com 0,50 m e 0,80 m. Dessa forma, foi possível a avaliacão dos teores de sólidos ao final do periodo de secagem das camadas dispostas, avaliar as curvas de enchimento e recalque do rejeito, medir os ângulos de repouso no momento da disposição e após periodo de ressecamento e analisar a morfologia e desenvolvimento das trincas de contração. Com base nos resultados laboratoriais e de campo obtidos nesse trabalho, conclui-se que o comportamento do processo de ressecamento do rejeito é influenciado por uma série de fatores, podendo citar a permeabilidade do fiundo dos reservatórios as condições climáticas (incidência pluviométrica e taxa de evaporação) como os mais impactantes ao processo. No trabalho não foi observado uma grande diferença do comportamento de rejeito para as camadas de 0,50 cm e 0.80 cm. / [en] The management and storage of mining waste present constant challenges due tothe increasing demands of the sector. Therefore, improving waste managementprocesses and optimizing the storage capacity of reservoirs are fundamental to theviability of a mineral resource exploration project. This study presents themethodology used to evaluate the desiccation process of washed bauxite tailings atMineração Rio do Norte (MRN). The implementation of two experimentalreservoirs at a pilot scale is proposed, allowing on-site monitoring and laboratorytests for the tailings desiccation behavior. The objective of the study is to assess thetailings behavior when disposed in different layer thicknesses, considering aspectssuch as weather conditions and drying time. The aim was to calibrate the fillingmodel and optimize the area of the reservoirs within MRN s tailings storage facility,thus improving the predictability of the structures end-of-life and enhancing theaccuracy of long-term mass balance. Field and laboratory studies involved thedeposition and monitoring of layers with thicknesses of 0.50 m and 0.80 m. Thisenabled the evaluation of the solids content at the end of the drying period.assessment of filling and settlement curves, measurement of the angle of repose atthe time of deposition and after the drying period, and analysis of crack morphologyand development. Based on the field and laboratory results obtained in this study,it can be concluded that the behavior of the tailings desiccation process is influencedby several factors. The permeability of the reservoir bottom and weather conditions(rainfall and evaporation rate) are identified as the most impactful to the process.No significant difference in the behavior of the waste was observed between the 0.50 cm and 0.80 cm layers.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-07-01T22:18:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EstudoAvaliacaoUso.pdf: 10721559 bytes, checksum: 776cb6f028a953bd6df65c698c045f19 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho(irvana@ufpa.br) on 2013-07-02T12:44:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EstudoAvaliacaoUso.pdf: 10721559 bytes, checksum: 776cb6f028a953bd6df65c698c045f19 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-02T12:44:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EstudoAvaliacaoUso.pdf: 10721559 bytes, checksum: 776cb6f028a953bd6df65c698c045f19 (MD5) Previous issue date: 2010-03 / A grande quantidade de resíduos sólidos, oriundos da indústria de mineração e metalurgia, constitui um sério problema sócio-ambiental. As características físicoquímicas destes resíduos despertam grande interesse para outras indústrias. A indústria cerâmica pode ser uma interessante consumidora da maioria deste material, para suprir a grande escassez das reservas de matérias-primas atual. Neste contexto, este trabalho mostra os estudos realizados para a reciclagem da lama vermelha, como matéria-prima na produção de agregado sintético, visando à construção civil. A lama vermelha, principal rejeito industrial da fabricação de alumina, mostrou-se um insumo de grande interesse na fabricação de diferentes tipos de agregado para ser utilizado na produção de concreto, para a construção civil. Pelas suas características físico-químicas e a grande quantidade que é produzida anualmente (cerca de 10.000.000 t em duas fábricas, só no Norte do Brasil). Estudos realizados neste trabalho mostram a possibilidade de fabricação de agregados, com diferentes propriedades e possibilidades de aplicação, na indústria da construção civil. Estas propriedades dependem do controle de parâmetros, como o teor de sílica livre e argila, a granulometria e a temperatura de sinterização. Tais variáveis permitem controlar perfeitamente a formação de fase vítrea que é a responsável pelas propriedades dos agregados como: porosidade, resistência mecânica e densidade. Este material pode ser utilizado em concreto convencional ou em concretos especiais, para atender a demanda da construção civil. / The large amount of solid waste coming from mines and metallurgical industries became a serious social-environmental problem. The physical and chemical features of this material can raise a great interest in other industries. The ceramic industry might be a great costumer for most of this material, since it can supply the current lack of raw material. The red mud, main industrial residue of the alumina manufacturing, has been a very interesting input for several kinds of aggregates manufacturing used for the concrete production in civil engineering. In this context, this paper deals with studies concerning the red mud recycling to be applied as raw material for the synthetic light aggregate production to be used as an alternative material in the civil construction industry. This is because of its physical-chemical features and the large amount annually produced (around 10 million tons within two factories in the North of Brazil). The studies completed in this work show the feasibility of aggregates manufacturing, with different properties and possibilities. These properties depend on the parameters control such as content of free silica and clay, and the sintering temperature. Such variables allow to perfectly controlling the glassy phase formation which is responsible for the aggregate properties such as: porosity, mechanical resistance and density. This material can be used for conventional or special concretes to supply the civil engineering needs.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-16T12:12:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TijoloSoloCimento.pdf: 4274845 bytes, checksum: ac6a41cbbd45a43e684f39c17b027a3f (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-17T13:48:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TijoloSoloCimento.pdf: 4274845 bytes, checksum: ac6a41cbbd45a43e684f39c17b027a3f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T13:48:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TijoloSoloCimento.pdf: 4274845 bytes, checksum: ac6a41cbbd45a43e684f39c17b027a3f (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / A questão habitacional, no tocante aos insumos construtivos utilizados, urge por uma mudança de paradigma que propicie a adequação do projeto, tantos as especificidades locais, como também a prática de reprodução no homem em seu território. Considerando a Amazônia que, como as demais áreas do país, passa por uma intensa densificação das cidades, ainda é palco da ação, nem sempre positiva, dos grandes projetos minerais, que no seu bojo, trazem a questão da deposição do rejeito para somar as problemáticas locais. Assim, este trabalho propõe como via de solução para a problemática do rejeito mineral e insumo construtivo: o tijolo solo-cimento com adição de rejeito mineral, rejeito este oriundo da exploração de manganês do sudeste do Pará. Pelo fato de o tijolo solo cimento com rejeito mineral de manganês atender aos requisitos definidos pela norma NBR 8491/2012, apresentado valores de compressão simples superiores individualmente a 1,75 MPa, valores de absorção de água inferiores à 20%, e insignificante variação dimensional, ele ainda demonstra sua adequação as principais intempéries da região – radiação ultravioleta e umidade –, devido aos resultados obtidos no ensaio em câmara de envelhecimento acelerado. Os resultados mostram-se promissores, e por além de se adequar a normativa, não interferir significativamente no processo produtivo já desenvolvido, possui grandes possibilidades de adesão, contribuindo para construção de um novo paradigma de desenvolvimento. / The housing issue, with regard to constructive inputs used, it is urgent for a paradigm shift that provides the adequacy of the project, many local specificities, as well as playing practice in man in its territory. Considering the Amazon that, like other areas of the country goes through an intense densification of cities, it is still the scene of action, not always positive, large mining projects, which in its wake, bring the issue of disposal of the waste to add the local issues. This work proposes as a solution path for the problem of mineral waste and constructive input: the soil-cement with the addition of mineral waste brick, reject it originates from the southeast of Pará manganese exploration Because the soil with cement brick. waste mineral manganese meet the requirements set by the NBR 8491/2012, presented compressive values above individually to 1.75 MPa, water absorption values lower than 20%, and negligible dimensional change, it still demonstrates its suitability major weather of the region - ultraviolet radiation and humidity - due to the results obtained in the accelerated aging test chamber. The results show promise, and beyond to suit the rules do not interfere significantly in the production process already developed, has large membership possibilities, contributing to building a new paradigm of development.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T20:10:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ReciclagemResiduosIndustriais.pdf: 6864322 bytes, checksum: 812fe47d1e2986d41b67f7534c9e8955 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-26T15:08:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ReciclagemResiduosIndustriais.pdf: 6864322 bytes, checksum: 812fe47d1e2986d41b67f7534c9e8955 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T15:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ReciclagemResiduosIndustriais.pdf: 6864322 bytes, checksum: 812fe47d1e2986d41b67f7534c9e8955 (MD5) Previous issue date: 2014-05 / Propõe-se à fabricação de placas estruturadas com trama de dutos em PVC, preenchidas com argamassa composta por materiais rejeitados da construção civil, além de cinzas volantes de carvão mineral, da Cal hidratada e cimento Portland, inspiradas na técnica tradicional da taipa-de-mão empregada no Estado do Pará. O produto final é um sistema construtivo contemporâneo e ecológico, destinado a execução de painéis divisórios, tendo por objetivo a redução residual e o reaproveitamento de materiais rejeitados, cujo descarte acarreta danos ambientais. Os rejeitos apresentam características físico-químicas que permitem sua reciclagem, aumentando a duração de seu ciclo de vida. Visando desenvolver material argamássico, tendo como características a plasticidade, a elasticidade e a resistência mecânica, foram realizados experimentos com traços compostos pelos rejeitos e cimento Portland devidamente processados e dosados para a confecção de corpos de prova. Estes foram submetidos aos ensaios de absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente e resistência à compressão, resultando na seleção do composto mais adequado, no que se refere a utilização no fabrico de placas cerâmicas taipadas, montáveis para uso em painéis divisórios. As placas foram submetidas aos ensaios de compressão e tração. / It is proposed to manufacture plates in structured network of PVC pipes, filled with mortar composed of rejected materials of civil construction, and coal fly ash, hydrated lime and Portland cement, inspired by the traditional technique of earth construction called “taipa de mão”, employed in the State of Pará, Brazil. The final product is a contemporary and ecological construction system for the execution of partition panels, aiming the decrease and the reuse of waste construction’ materials, whose disposal causes environmental damage. The rejected materials have physical-chemical characteristics which allow its recycling, increasing the duration of their Life Cycle. Aiming to develop mortar’s material having characteristics as plasticity, elasticity and mechanical strength were made experiments with traces consisting of construction waste and Portland cement, duly processed and dosed for the confection of test bodies. These were submitted to the tests absorption of water, porosity, density, compressive strength and toughness, resulting in the selection of the most appropriate compound, in respect to use in manufacturing mountable ceramic plates for use in partition panels. The plates were submitted to the tests of compression and tension.

[pt] O presente trabalho estudou o comportamento de rejeitos de minério de ferro e de ouro, reforçados com fibras de polipropileno, com o objetivo da aplicabilidade destes compósitos em aterros (pilhas) de rejeitos de mineração. As fibras foram distribuídas de forma aleatória nos rejeitos (matriz) em um teor de 0.5 por cento em relação ao peso seco da matriz. Os rejeitos de minério de ferro e de ouro são classificados como uma areia siltosa e uma argila siltosa, respectivamente. O programa experimental consistiu em ensaios triaxiais convencionais drenados e não drenados (tensões efetivas de confinamento de 50, 100, 200 e 400 kPa) em amostras não reforçados e reforçados com fibras. Ensaios de cisalhamento direto com superfície polida (tensões normais de 25, 50, 100, 200 e 400 kPa) foram realizados para determinar a influência do reforço na fase residual dos compósitos. Ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram realizados para visualizar a interação fibra-matriz. A análise global dos resultados permitiu mostrar que fibras de polipropileno não modificam o comportamento elastoplástico do rejeito de minério de ferro, porém no rejeito de minério de ouro o comportamento muda para elastoplástico de enrijecimento. A resistência ao cisalhamento incrementou em ambos os rejeitos reforçados, com um ganho mínimo equivalente ao dobro da tensão cisalhante dos rejeitos sem reforço. Com relação à variação volumétrica, o rejeito de minério de ferro apresenta um comportamento dilatante e a adição de fibras incrementa esse comportamento. No rejeito de minério de ouro observa-se que a tendência volumétrica inicial é de contração e depois apresenta uma leve dilatância, porém, com a adição de fibras, o comportamento dilatante é eliminado. Em conclusão, a aplicabilidade das fibras de polipropileno se mostra como alternativa de reforço e melhoria do comportamento geotécnico dos rejeitos de mineração estudados. / [en] The objective of this work is to study the behavior of iron and gold mine tailings reinforced with polypropylene fibers with the objective of the applicability of these composites in landfills (piles) of mine tailings. The fibers were randomly distributed in the mine tailings (matrix), where was used a content of 0.5 percent in relation to the dry weight of the matrix. The iron and gold mine tailings are classified as a silty sand and a silty clay, respectively. The experimental program consisted of conventional drained and undrained triaxial tests (effective confinement stresses of 50, 100, 200 and 400 kPa) in non-reinforced and reinforced samples. Direct shear tests with a polished surface (normal stresses of 25, 50, 100, 200 and 400 kPa) were performed to determine the influence of reinforcement on the residual phase of the composites. Scanning Electron Microscopy (SEM) tests were performed to visualize the fiber-matrix interaction. The global analysis of the results allowed to show that polypropylene fibers do not modify the elastoplastic behavior of the iron mine tailings, but in the gold mine tailings the behavior changes to the strain hardening elastoplastic. Shear strength increased in both reinforced tailings, with a minimum gain equivalent to twice the shear stress of non-reinforced tailings. The strength parameters in the drained, undrained and residual condition of both mine tailings were increased with the addition of fiber. Regarding the volumetric variation, the iron mine tailings exhibits a dilative behavior and the fiber addition increases this behavior. In the gold mine tailings, it is observed that the initial volumetric tendency is contractive and then presents a slight dilatancy, however, with the fiber addition, the dilative behavior is eliminated. In conclusion, the applicability of the polypropylene fibers is showed as an alternative of reinforcement and improvement of the geotechnical behavior of the studied tailings.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaxymmeMM.pdf: 1674410 bytes, checksum: 96bf3d5d9b4ae824e79c65b37e8b9bf7 (MD5) Previous issue date: 2006-05-19 / Traditional ceramics have an important role in the economy of Rio Grande do Norte. The local industries manufacture over 50 million shingles a month, corresponding to 60% of their overall production. As a result of processing flaws, roughly 20% of the production must be discarded, since little or no use has been envisaged for such fired components. Therefore, the use of this kind of residue, especially in the composition of other ceramic materials, comes as an interesting option from the economical and environmental point of view. In this scenario, the objective of the present study was to assess the effect of the addition of fired shingle waste in the composition of porcelainized stoneware tiles. To that end, two porcelainized stoneware tiles compositions were initially prepared. Subsequently, contents from 10 to 30% of roofing tiles chamote were added to each one of them. All raw materials and grog were characterized by FRX, XRD, and thermal analysis. The ceramics were fired using natural gas for 30 min at different temperatures, i.e. 1150, 1200 and 1250?C, and fully characterized. The addition of roofing tiles chamote resulted in composition with superior properties compared to additive-free compositions. Porcelainized stoneware tiles products that fulfill required standards for practical applications were achieved / A ind?stria de cer?mica vermelha ? um dos segmentos de maior import?ncia na economia do Rio Grande do Norte. Nesse setor, o material mais produzido ? a telha, ocupando mais de 60% de todos os artefatos produzidos, com mais de 50 milh?es de pe?as fabricadas por m?s. Sabe-se que devido ? falhas no processamento, o teor de res?duos desse material no RN, pode chegar a um valor de at? 20%, o que significa mais de 10 milh?es de telhas indo diretamente para aterros, visto que estas, depois de queimadas, n?o podem ser reutilizadas no processo de fabrica??o. Desta forma, o uso desse rejeito na produ??o de cer?micas com alto valor agregado, como ? o caso do gr?s porcelanato, se torna uma op??o vi?vel. Do ponto de vista econ?mico essa viabilidade se d?, pelo fato de utilizar-se um rejeito como parte da formula??o. Do ponto de vista ambiental, a viabilidade est? em reduzir o ac?mulo desses rejeitos nos aterros sanit?rios. Desta forma, o presente trabalho tem o objetivo de estudar a influ?ncia da adi??o de descarte de telhas em formula??es de gr?s porcelanatos. Para isso, utilizou-se duas formula??es, adicionando concentra??es de 10, 20 e 30% de chamote para cada uma delas. O Chamote e as mat?rias-primas foram caracterizadas por FRX, DRX, TG, ATD e AG. As queimas foram realizadas em forno a g?s natural com tr?s temperaturas, por 30 minutos de patamar: 1150, 1200 e 1250?C. Ap?s a sinteriza??o os corpos-de-prova foram submetidos a: ensaios f?sicos de RL, AA, PA, MEA, TRF e dilatometria; an?lise mineral?gica por DRX; e microestrutural por MEV. Obteve-se para algumas das formula??es com a adi??o de chamote, propriedades superiores ?s das exigidas por normas para o gr?s porcelanato