A utilização de resíduos industriais na produção de materiais pode mitigar os impactos gerados pelo agente gerador. A utilização na costrução civil de materiais gerados a partir de resíduos, minimizaria também os impactos gerados pela extração de recursos naturais para este setor. Os resíduos industriais utilizados nesta pesquisa são classificados como resíduos perigosos e, sendo a pesquisa sustentada na hipótese de que é possível produzir um material cerâmico para utilização na construção civil a partir de lodo de indústria de placa de circuito impresso, lama vermelha do processamento de bauxita e escória siderúrgica, foram produzidas composições cerâmicas utilizando estes resíduos como matéria prima. Os corpos de prova (CPs) foram confeccionados com 20g em molde de 20x60 mm e com prensa uniaxial de 5 MPa. Os CPs foram sinterizados à temperaturas de 800, 900, 1000, 1050, 1100 e 1150°C durante 6 horas. Foram realizadas análises de umidade, granulometria, densidade, perda ao fogo, FRX, DRX, MEV/EDS, retração linear de queima, absorção de água, resistência à flexão e lixiviação, a fim de caracterizar as matérias primas e o material cerâmico desenvolvido. Os resultados demonstram que houve fusão dos elementos que compõem as matérias primas. A composição que apresentou o melhor resultado alcançou 5,48 MPa de resistência à flexão, 4,57% de retração linear de queima, 2,06 de densidade e 19,94% de absorção de água. O resultado do ensaio de lixiviação aponta que o material cerâmico após a sinterização apresenta traços de Pb, tendo imobilizado apenas parte dos metais pesados analisados presentes na composição dos corpos de prova, o que o classifica como resíduo perigoso. Em comparação com as normas brasileiras, os aspectos de absorção de água e resistência atenderam aos requisitos para uso em blocos cerâmicos para alvenaria estrutural e nas categorias A, B e C de tijolos maciços comuns para alvenaria, respectivamente, no entanto, a imobilização de metais pesados carece de ajustes para que se alcance um material cerâmico inerte. / The use of industrial waste in the production of materials can mitigate the impacts generated by the generating agent. The use in civil construction of materials generated from waste, would also minimize the impacts generated by the extraction of natural resources for this sector. The industrial waste used in this research is classified as hazardous waste and the research is based on the hypothesis that it is possible to produce a ceramic material for use in civil construction from printed circuit board industry sludge, bauxite red processing sludge and steel slag, ceramic compositions using these residues as raw material were produced. The sample were made with 20g in mold 20x60 mm and with uniaxial press 5 MPa. The sample were sintered at temperatures of 800, 900, 1000, 1050, 1100 and 1150°C for 6 hours. Moisture tests were carried out, density, granulometry, loss on ignition, XRF, XRD, SEM/EDS, linear firing shrinkage, water absorption, flexural strength and leaching in order to characterize the materials and the ceramic material developed. The results show that there has been fusion of the components of the raw materials. The composition showed the best result achieved flexural strength 5.48 MPa, 4.57% of linear firing decrease, 2.06 density and 19.94% water absorption. The results of the leaching test indicate that the ceramic material after sintering presents traces of Pb, having immobilized only part of the analyzed heavy metals present in the composition of the test specimens, which classifies it as hazardous waste. In comparison with the Brazilian standards, the water absorption and resistance aspects met the requirements for use in ceramic blocks for structural masonry and in categories A, B and C of solid bricks common for masonry, respectively, however, the immobilization of metals is required to achieve an inert ceramic material.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pretextual.pdf: 140883 bytes, checksum: 5d9ee4b9b3884a0032825e604304580f (MD5) Previous issue date: 2009-09-28 / Increasing the durability of concrete structural elements is primordial, especially those related to power generation in eolic areas that are subjected to the phenomenon of reinforcement corrosion. In this context, this study aims to evaluate the overall protection ability of concrete to the phenomenon of reinforcement corrosion induced by chlorides. To this end, it was adopted a statistical program based on a fractional factorial design in which the variables studied were as follows: the water-binder ratio (0.35, 0.45 and 0.55), the type of mineral admixture (silica fume and blast furnace slag at specific levels), the type of corrosion inhibitor (calcium nitrite, sodium nitrite and amine) and the level of corrosion inhibitor (minimum and maximum recommended by each manufacturer). In the concrete investigations, the tests performed were corrosion potential, polarization resistance and electrochemical impedance. Throughout the experiments, it was possible to testify the beneficial effect of reducing the water-binder ratio. It was also possible to prove the very positive effect of the incorporation of mineral admixtures, especially of silica fume. The satisfactory performance of various inhibitors evaluated was also verified, specially when concrete contains mineral admixtures. A parallel study was conducted to make a comparative analysis of inhibitors at the same range of concentrations (at solid levels of 0.76%, 2.21% and 3.66% of the compound on the cement mass), nevertheless this study have demonstrated that fixing contents for all inhibitor is not appropriated, and the recommended dosages by the manufacturer is the best condition. As the levels recommended by manufacturers, it was found that the higher percentages have not worked well for sodium nitrite otherwise, for amine and nitrite calcium, the higher levels implied better results. Regarding the tannin inhibitor also assessed in the parallel study mentioned above (related to specific inhibitors), its good performance related to corrosion inhibition happened just for the content of 0.76% (the lowest levels). For the other contents, it was verified anomalous results. These results demonstrated that each type of corrosion inhibitor has its optimal concentration for use in concrete. Based on a cost-benefit analysis and evaluating the increase in the concrete value for cubic meter (in R$) in the presence of inhibitors at the same contents, it was verified a relative parity prices among the tested nitrites and an extremely high cost of amine. However, when performing the same analysis but using the levels recommended by the manufacturers for each inhibitor independent, it was found that the large disparity in prices between nitrite and amine was reduced considerably. An assessment of technical and economic feasibility was also performed based on the efficiency of corrosion inhibition and cost per cubic meter of concrete mixtures that did not show a typical depassivation of their stell bar up to the attack age evaluated / O aumento da durabilidade é um aspecto primordial para os elementos estruturais de concreto, em especial aqueles constituintes das estruturas de geração de energia em parques eólicos, sujeitos ao fenômeno de corrosão das armaduras. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo geral avaliar a capacidade de proteção de diferentes concretoS frente ao fenômeno da corrosão da armadura induzida por cloretos. Para tanto, foi adotado um planejamento estatístico baseado em um modelo fatorial fracionado em que as variáveis estudadas foram: a relação água/aglomerante (0,35; 0,45 e 0,55), o tipo de adição mineral (sílica ativa e escória de alto-forno, em teores específicos), o tipo de inibidor de corrosão (nitrito de cálcio, nitrito de sódio e amina) e o teor de inibidor de corrosão (mínimo e máximo recomendado por cada fabricante). Na avaliação dos concretos, foram realizados ensaios de potencial de corrosão, resistência de polarização e impedância eletroquímica. Ao longo de todo experimento foi possível constatar o efeito benéfico da redução da relação a/agl. Também foi possível verificar o efeito extremamente positivo da incorporação das adições minerais, em especial da sílica ativa. Constatou-se também o efeito positivo dos diversos inibidores avaliados, em seus teores mínimo e máximo, beneficio que se mostrou mais pronunciado quando da utilização conjunta com as adições minerais. Um estudo paralelo foi realizado para se fazer uma análise comparativa dos inibidores dentro da mesma faixa de teores empregados (teores de 0,76%; 2,21% e 3,66% de sólidos do aditivo em relação à massa de cimento), no qual se verificou que a utilização desses teores fixos para os diferentes tipos de inibidores não se mostrou tão eficiente quanto em relação à utilização dos aditivos na dosagem de recomendação do fabricante. Quanto a estes teores (recomendados pelos fabricantes), verificou-se que os percentuais mais altos não funcionaram bem para o nitrito de sódio, ao passo que para a amina e para o nitrito de cálcio os teores mais elevados resultaram em melhores resultados. Em relação ao tanino, inibidor que também foi avaliado no estudo paralelo referido anteriormente (específico sobre os inibidores), só houve algum resultado de inibição de corrosão para o teor de 0,76% (mais baixo dos teores), tendo-se obtido resultados anômalos para os outros 2 teores mais altos. Tais resultados permitiram constatar que cada tipo de inibidor de corrosão possui sua concentração ótima de utilização no concreto. Fazendo-se uma análise de custo e avaliando-se o acréscimo em Reais no valor do m3 do concreto proporcionado pelos diversos aditivos inibidores e nos teores de mesma faixa de emprego, verificou-se uma relativa paridade de preços entre os nitritos e um elevadíssimo custo da amina. No entanto, ao se realizar a mesma análise, mas utilizando os teores recomendados pelos fabricantes de cada inibidor, verificou-se que a grande disparidade de preços entre os nitritos e a amina foi reduzida de forma considerável. Uma avaliação da viabilidade técnico-econômica dos concretos também foi realizada, a partir dos dados de eficiência de inibição à corrosão e custo/m3 das misturas que não apresentaram comportamento típico de despassivação de suas armaduras até a idade de ataque considerada

Na região do Vale do Ribeira, os resíduos de mineração foram dispostos diretamente sobre o solo, nas proximidades da empresa responsável pelo beneficiamento e fundição do minério de chumbo (Pb) (próximo à Vila Operária – município de Adrianópolis-PR). A escória de fundição enriquecida em metais potencialmente tóxicos (MPT), primeiramente foi disposta na forma de pilha. Em 2006, parte desta escória foi transferida para um aterro de resíduo sólido localizado a 50 m do antigo depósito e parte continuou no antigo local de disposição. As escórias que continuaram no antigo local foram espalhadas e cobertas com um solo residual. Esta cobertura não foi realizada de forma adequada, sendo que em algumas porções da área é possível ver as escórias, estando estas em contato direto com os animais (principalmente, ovinos e bovinos). Visando avaliar a influência da disposição das escórias na contaminação do solo de superfície e basal, foram coletadas amostras em distintas profundidades e em duas linhas de caminhamento principais (NS e EW) na área da antiga disposição. Nestas amostras foram realizadas caracterizações geotécnicas, geoquímicas e microbiológicas. Os ensaios realizados foram: granulometria conjunta, limites de Atterberg, capacidade de troca catiônica (CTC) e superfície específica (SE), matéria orgânica (MO), potencial hidrogeniônico (pH), potencial redox (Eh), condutividade elétrica (CE), delta pH (ΔpH), microscopia eletrônica de varredura com espectrômetro de energia dispersiva acoplado (MEV/EDS), mineralogia por difração de raios-x (DRX), fluorescência de raios-x (FRX), determinação da concentração pseudo-total (absorção atômica – AA; espectrometria de emissão atômica - ICP/AES), solubilização, lixiviação, extração sequencial, avaliação da comunidade microbiana por RCP-EEGD (ou PCR-DGGE) e sequenciamento do gene RNAr 16S via ILLUMINA. A avaliação da contaminação foi realizada considerando índice de geoacumulação (Igeo ), fator de enriquecimento (FE ou EF), Código de Avaliação de Risco (CAR ou RAC) e potencial de risco ecológico (Eir). O pH em H2O observado no depósito foi de 6,5 a 7,6, indicando que o meio é ligeiramente ácido. Já o Eh foi considerado oxidante. A CE foi especialmente elevada nas amostras superficiais (0-20 cm) e nos perfis coletados na linha de caminhamento EW. A CTC média foi de 14,3 cmolc/kg, sendo esta característica da caulinita. Quanto ao teor de matéria orgânica observou-se variação de 0,3 a 5,4 g/kg, sendo o valor médio de 2,14 g/kg. A base do depósito possui média de 68% de finos e índice de plasticidade de 2 a 35%. Para a base do depósito (de 60 a 100 cm) observou-se concentrações pseudo-totais de MPT bem inferiores ao topo. Em relação ao solo superficial observou-se elevada concentração pseudo-total, principalmente de Pb (média de 6.268,85 mg/kg) e Zn (média de 20.261,50 mg/kg). As concentrações de Cd observadas foram acima dos valores de background da área (média de 12,19 mg/kg). A concentração de MPT nas amostras coletadas na linha de caminhamento EW foram superiores às de NS, estando mais elevadas naquelas mais próximas à antiga empresa de beneficiamento. A partir dos ensaios de solubilização, lixiviação e extração sequencial, notou-se que o Pb e o Cd estão mais prontamente solúveis. Verificou-se para o Cd menor concentração pseudo-total, quando comparado com o Pb e Zn, todavia, observou-se para esse metal maior índice de geoacumulação, maior risco ecológico e maior mobilidade. A ordem obtida para os MPT, de acordo com o risco potencial, utilizando as frações mais móveis foi Cd > Pb ≈ Zn. Obteve-se maior diversidade e riqueza bacteriana nas amostras com maior concentração pseudo-total de metais, maior Igeo e maior Eir . Nas amostras superficiais foram identificadas bactérias tolerantes a presença de MPT, como Rhodoplanes, Kaistobacter, Sphingomonas, Flavobacterium, Cellvibrio, Rheinhermera e Pseudomonas. Assim, conclui-se que a porção superficial do perfil e mais próxima a empresa que beneficiou o minério está mais contaminada e com maior risco que a basal. A partir desses resultados pode-se inferir que a integração de conhecimentos é fundamental na avaliação da contaminação em áreas de mineração. / In the Ribeira Valley region, mining wastes were placed directly on the soil near the company responsible for the processing and smelting of lead ore (Pb) (near of the Vila Operária – Adrianópolis-PR). The slag enriched in potentially toxic metals (PTM) was initially deposited in piles. In 2006 part of the slag was moved to a solid waste landfill located 50 m from the old deposit and part remained at the former disposal site. The slag that remained in the old deposit were spread out evenly and covered with a residual soil. This coverage was not performed adequately, and in some areas of the deposit the slag is on the soil surface, being in direct contact with animals (mainly sheep and cattle). In order to assess the contamination of slag disposal on soil, samples were collected at various depths and in two main transverse lines (NS and EW) in the area of the old deposit. Geotechnical, geochemical and microbiological characterization were performed in these samples. The assays carried out were: granulometry, Atterberg limits, cation exchange capacity (CEC) and specific surface (SS), organic matter (OM) content, hydrogenation potential (pH), redox potential (Eh), electrical conductivity (EC), delta pH (ΔpH), scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectrometer (SEM/EDS), mineralogy using X-ray diffraction (XRD), x-ray fluorescence (XRF), determination of pseudo-total concentration (atomic absorption - AA; inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy - ICP/AES), solubilization, leaching, sequential extraction, microbial community evaluation by PCR-DGGE and sequencing of the 16S RNAr gene via ILLUMINA. The evaluation of the contamination was conducted using the geoaccumulation index (Igeo), enrichment factor (EF), Risk Assessment Code (RAC) and potential ecological risk (Eir). The mean pH in H2O observed in the deposit varied from 6.5 to 7.6 (slightly acid) and Eh was considered oxidant. EC was especially high in the surficial samples (0-20 cm) and in the profiles collected in the EW transverse line. The medium CEC was 14.3 cmolc/kg, characteristic of kaolinite. The organic matter content varied from 0.3 to 5.4 g/kg, with a mean value of 2.14 g/kg. The base of the deposit is constituted with a medium of 68% of fines and plasticity index of 2-35%. It was observed that the base of the deposit (60 to 100 cm) has a considerably lower pseudo-total concentration of PTM when compared to the topsoil. In the surficial soil it was observed high pseudo-total concentration, mainly Pb (mean of 6,268.85 mg/kg) and Zn (mean of 20,261.50 mg/kg). The Cd concentrations were above the background values of the area (mean of 12.19 mg/kg). The PTM concentration in samples collected in the EW transverse line were higher than those of NS, being specially higher in the samples closer to the former beneficiation company. According to the results obtained from the solubilization, leaching and sequential extraction assays, it was noted that Pb and Cd are more readily soluble. A lower pseudo-total concentration was observed for Cd, when compared to Pb and Zn, however, a higher geoaccumulation index, greater ecological risk and greater mobility was observed for this metal. The order for PTM, according to the potential risk, using the more mobile fractions was Cd > Pb ≈ Zn. Greater diversity and bacterial richness were obtained in the samples with higher pseudo-total concentration of metals, higher Igeo and greater Eir. In the surficial samples, bacteria tolerant to the presence of PTM, such as Rhodoplanes, Kaistobacter, Sphingomonas, Flavobacterium, Cellvibrio, Rheinhermera and Pseudomonas were identified. Thus, it is concluded that the surface portion of the profile closer to the former smelting company is more contaminated and with greater risk than the basal portion. From the results it can be inferred that the integration of knowledge is fundamental in the evaluation of the contamination in mining areas.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao marcus vinicius mendes.pdf: 2369089 bytes, checksum: 841841ae88caf7c6c9adb67b65e533c5 (MD5) Previous issue date: 2009-10-06 / The durability of reinforced concrete structures is damaged by the degrading action of the penetration of substances in the form of gases, vapors and liquids through the pores and cracks. It is known that water both in its pure form or containing dissolved ions such as chloride, sulphate, carbon dioxide or oxygen ions, can compromise the durability of concrete structures. In reinforced concrete structures at the marine environment, for example, the towers of wind power plants, this degradation can be more intense and accelerated. Thus, in the present study were analyzed concretes with different mineral additions (silica fume, blast furnace slag) and water / binder ratios (0.35, 0.45 and 0.55), with the objective to verify if the inside and cover thickness of concrete have some effect on the mechanisms of transport and also the effect of carbonation (only for concrete with w/b equal to 0.55) in the surface layer of concrete is important enough to make dificult the entry of aggressive agents in concrete. For this, the following tests to evaluate the mass transport in concrete were performed: capillary water absorption (NBR 9779:1995), water penetration under pressure (NBR 10787:1994), air permeability (method Figg), penetrability of chloride ion (ASTM C 1202: 2009), non-steadystate migration test (NT BUILD 492:1999). As a result, it was found that the mineral addition used generally provided an improvement in front of the concrete mechanisms of mass transport. In one of the properties, namely the diffusion coefficient (non-steady-state migration) of concrete with the use of silica fume and blast furnace slag, this has been reduced dramatically, around 11 times for the concrete with w/b equal to 0.55, when it is compared with concrete without mineral addition. It was observed that the inner region of concrete behaved better, in an unexpected way, than concrete cover region for some properties (capillary absorption, water penetration under pressure, penetration of chloride ions). From this conclusion, it can be said that the inner part of concrete is composed of transition zones (aggregated interface / mortar) exposed to facilitate the entry of fluids, gases and ions. About the effect of carbonation, this affected the capillary absorption and air permeability. The results led to explain that the clogging of the pores resulting from the product of carbonation (CaCO3), promoted the refinement of the pores, thus increasing capillary force and, consequently, increasing the capillary absorption. However, for air permeability this effect has damaged the passage of air through the surface layer. Finally, it is important noting that significant correlations were found among tests that evaluated the mechanisms of mass transport, namely, penetration of chloride ions and capillary absorption, diffusion coefficient (non-steady-state migration) and capillary absorption, permeability air and water penetration under pressure, penetration of chloride ions and the diffusion coefficient. / A durabilidade das estruturas de concreto armado é prejudicada pela ação deteriorante da penetração de substâncias na forma de gases, vapores e líquidos através de poros e fissuras. Sabe-se que a água, tanto no seu estado puro ou com íons dissolvidos, como os cloretos, sulfato, dióxido de carbono ou oxigênio, pode comprometer a durabilidade das estruturas de concreto. Em estruturas de concreto armado localizadas em ambiente marítimo como, por exemplo, as torres de energia eólica, essa deterioração pode ser mais intensa e acelerada. Diante disso, no presente trabalho foram analisados concretos com diferentes adições minerais (sílica ativa e escória de alto-forno) e relações água/aglomerante (0,35; 0,45 e 0,55), tendo como objetivo principal verificar se a parte interna e o cobrimento do concreto exercem algum efeito nos mecanismos de transporte e, se o efeito da carbonatação (somente para concretos de relação a/g igual a 0,55) na camada superficial do concreto é relevante a ponto de dificultar a entrada de agentes agressivos no concreto. Para isso, foram realizados os seguintes ensaios para avaliar o transporte de massa no concreto: absorção de água por capilaridade (NBR 9779:1995), penetração de água sob pressão (NBR 10787:1994), permeabilidade ao ar (método de Figg), penetrabilidade de cloretos (ASTM C 1202: 2009), ensaio de migração em regime não estacionário (NT BUILD 492:1999). Como resultado constatou-se que as adições minerais empregadas propiciaram de maneira geral uma melhoria dos concretos frente aos mecanismos de transporte de massa. Em uma das propriedades avaliadas, a saber, o coeficiente de difusão (migração regime não estacionário) dos concretos com o emprego de sílica ativa e escória de alto-forno, esse foi reduzido drasticamente, em torno de 11 vezes para os concretos com relação a/ag igual a 0,55, quando comparado com os concretos sem adição mineral. Quanto à região do concreto, notou-se para algumas propriedades (absorção capilar, penetração de água sob pressão, penetrabilidade de cloretos) que a região interna comportou-se melhor, de maneira inesperada, que a região do cobrimento. Diante dessa conclusão, criou-se uma hipótese para tal comportamento que consistiu em afirmar que a parte interna é composta por zonas de transição (interface agregado/pasta) expostas que facilitam a entrada de fluidos, gases e íons. Já com relação ao efeito da carbonatação, esta afetou a absorção capilar e a permeabilidade ao ar. Os resultados levaram a explicar que a colmatação dos poros, advindos do produto (CaCO3) da carbonatação promoveu o refinamento dos poros, aumentando, assim, a força capilar e, conseqüentemente, o aumento da absorção capilar. No entanto, para permeabilidade ao ar esse efeito dificultou a passagem de ar através da camada superficial. Por último, cabe destacar, que correlações importantes foram obtidas entre os ensaios que avaliaram os mecanismos de transporte de massa, a saber, penetrabilidade de cloretos e absorção capilar, coeficiente de difusão (migração regime não estacionário) e absorção capilar, permeabilidade ao ar e penetração de água sob pressão, penetrabilidade de cloreto e coeficiente de difusão.