A formação de escória representa uma das maiores fontes de geração de resíduos na produção de aços inoxidáveis. Ao contrário da escória oriunda de alto-forno, as quais são amplamente estudadas e reutilizadas, a escória de aço inoxidável oriunda do processo FEA (forno elétrico a arco) é objeto de poucos estudos visando a recuperação dos materiais de valor presentes neste resíduo. Este resíduo é normalmente disposto, em grandes áreas, sem tratamento prévio. Esta prática pode representar um perigo à saúde humana devido aos materiais constituintes da escória, como metais tóxicos como, por exemplo, o cromo. Apesar disto, poucas tentativas de eliminar estes contaminantes têm sido feitas. Porém, é possível tratar este resíduo de forma a extrair os metais de valor agregado, como no caso do cromo. Sob um aspecto econômico, processos gravimétricos podem ser aplicáveis a estes tipos de resíduos. Sendo este o objetivo deste trabalho, é mostrado que, com a utilização de um separador mineral laboratorial Mozley, foi possível obter um concentrado contendo cromo, o qual pode ser tratado adequadamente para ser reutilizado, por exemplo, no processo de fabricação de aço.

O presente trabalho estuda e demonstra a influência do campo magnético, seqüencial e decrescente em intensidade, quando aplicado na escória de aço inoxidável para a concentração e/ou recuperação de metais. Um concentrador magnético de rolo induzido de bancada e dois equipamentos industriais em escala de laboratório foram utilizados neste trabalho. A escória de aço inoxidável foi cominuída e peneirada separando-se a fração entre 2 e 0,3 milímetros. As práticas foram realizadas em três etapas: Primeiramente seis intensidades magnéticas foram aplicadas separadamente sendo uma intensidade diferente para cada nova amostra, visando a avaliação da variação da intensidade do campo magnético na escória. Os resultados desta etapa demonstraram que a recuperação de ferro, cromo e níquel presente na escória sobe de 36,37%, 6,17%, e 16,61% para 51,78%, 16,43% e 26,79% respectivamente, para uma recuperação mássica total da escória de menos de 20%. A segunda etapa teve o objetivo de melhorar a recuperação, dos mesmos elementos, com a aplicação de concentrações magnéticas seqüenciais, para os concentrados. Para tanto, a escória de aço inoxidável foi submetida a sucessivos processos de beneficiamento magnético com intensidade magnética decrescente. Quando comparada com a aplicação de um processamento magnético único, a recuperação obtida com a concentração seqüencial demonstrou um considerável aumento, alcançando recuperações de 82,84% e aproximadamente 100% para ferro e níquel respectivamente, mantendo-se uma recuperação mássica total abaixo de 22% da massa total de escória. A recuperação do cromo apresentou um leve aumento não representando uma solução para a remoção deste elemento da escória. A terceira etapa deste trabalho demonstrou o processo de concentração magnética, em maior escala, com a utilização de dois equipamentos industriais em escala de laboratório: um separador magnético de alta intensidade e um de baixa intensidade, utilizados em seqüência, sendo o concentrado magnético, obtido com o equipamento de maior intensidade, submetido à separação magnética com o equipamento de menor campo. Sendo assim, observando-se os resultados obtidos, concluiu-se que o aumento na intensidade magnética é responsável por um aumento da recuperação dos elementos ferro, cromo e níquel, e ficou ainda comprovado que a aplicação de concentrações magnéticas seqüenciais fornece melhores recuperações e ainda melhores opções de aplicação dependendo das necessidades do momento, quando comparadas com o processo de beneficiamento magnético simples. / This work studies the influence of magnetic field intensity on concentration of stainless steel slag in order to explore the possibility to recover metals. A laboratory magnetic induced roll and two industrial equipment in laboratorial scale were used to carry out concentrations. Experiments were accomplished in three steps: Firstly, six intensities were used to evaluate the influence of magnetic intensity over the slag. Each intensity was applied to one individual sample. The results from this study showed that recoveries of iron, chromium and nickel vary from 36.37%, 6.17% and 16.61% to 51,78%, 16,43% and 26,79% respectively with a mass total recovery of around 20%. The second phase had the objective to confirm that a sequential magnetic concentration would increase the recovery of the iron, chromium and nickel. A stainless steel slag sample was submitted to sequential magnetic processing with decreasing fields. These tests showed that recovery of metals as iron and nickel could be optimized with this sequential treatment, offering a considerable increase at the recovery values, achieving 82.84% and almost 100% of iron and nickel respectively, without compromising the total mass recovery value. The chromium recovery was also increased but do not represent a solution to remove it from the stainless steel slag. The third and final phase demonstrated the magnetic concentration process with two industrial equipments, in laboratorial scale, also in sequence, a high intensity magnet and low intensity magnet. This work demonstrates that magnetic intensity variation is responsible for recovery increase, and a sequential application of magnetic processing increase the recovery of metals, generating more application options for the concentrated depending on the necessities, when compared to a single magnetic process.

A preocupação com o grave problema da geração de resíduos vem, cada vez mais, despertando na sociedade a conscientização da necessidade de realização de estudos com vistas a melhorar o ciclo de produção e adequar a destinação dos resíduos gerados. Neste sentido, a reciclagem se apresenta como uma grande alternativa. Nesta pesquisa, é estudada a possibilidade de reciclagem da escória de cobre, partindo-se da hipótese que é viável sua utilização como adição e como agregado miúdo para concreto. Inicialmente foi constatado, através de ensaios de lixiviação e solubilização, que a escória não apresenta risco ambiental. É estudada a influência da adição de escória de cobre sobre as características do concreto no estado fresco (trabalhabilidade e massa específica) e no estado endurecido (massa específica, resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral, resistência à tração na flexão, absorção por imersão, absorção por sucção capilar, carbonatação e resistência ao ataque por sulfato). Estuda-se, também, a influência da utilização de diferentes teores de escória de cobre granulada, como agregado miúdo, nas características do concreto no estado fresco e no estado endurecido. A análise dos resultados permite concluir que a adição de 20% de escória de cobre ao concreto proporciona melhor desempenho em relação a todas as características estudadas. É possível concluir, ainda, que a utilização de escória de cobre como agregado miúdo, até 40% em volume, melhora o desempenho do concreto, quanto às características estudadas. / The worry about waste generation problems has led to a higher social consciousness to improve researches on production lifecycle and more profitable waste use. In this way, recycling process appears as a great alternative to minimize waste dumping. Therefore, this research deals with the viability study of copper slag utilization as mineral admixture, and, as fine aggregate to concrete production. Since the beginning it was proved that copper slag does not arise any environmental risk, from the solubility and leaching point of view. The influence of copper slag as mineral admixture was studied in fresh concrete properties (specific gravity and workability), and in hardened concrete properties (specific gravity, compressive strength, flexural and split tensile strength, water absorption by immersion, water absorption by capillary suction, carbonation rate and sulfate attack resistance). Also, different proportions of copper slag as fine aggregate were evaluated in fresh concrete properties and in hardened concrete properties. Finally, the analysis of results showed that ali concrete properties improved when 20% of copper slag admixture was used. In addition, the use of copper slag as fine aggregate, at a rate of 40% of substitution, by volume, ali concrete properties were also improved.

A compatibilização do desenvolvimento tecnológico com desenvolvimento sustentável é um dos desafios para o meio técnico-científico nos dias atuais. Dentro deste contexto, a reciclagem de resíduos, tal como a escória de aciaria elétrica, oriunda da indústria siderúrgica e que poderá ser reciclada pela indústria cimenteira, é vista como uma oportunidade de preservação de recursos naturais e do meio ambiente, uma vez que ao substituir o cimento Portland por escória micronizada, ocorrerá, principalmente, a economia de jazidas de pedra calcária, menos poluição de gás carbônico para a atmosfera, além de se evitar a estocagem em bota-foras de pilhas de escória na siderúrgica, o que pode causar, em função de um inadequado manejo ambiental, contaminação ao meio ambiente. Porém, um dos desafios tecnológicos da utilização da escória de aciaria elétrica como material cimentício é a sua expansibilidade. Esta pesquisa tem como objetivo estudar a viabilidade técnica da utilização da escória de aciaria elétrica micronizada como material cimentício, obtido através do processo de moagem por micronização, visando garantir a estabilização da escória em relação ao fenômeno de expansão, bem como melhorias nas características do resíduo Principalmente através dos ensaios de granulometria a laser e de avaliação de expansão, ficou evidenciado que a moagem da escória de aciaria elétrica pelo processo de micronização garantiu a sua estabilidade. Foram estudadas argamassas de traços 1 : 1,5, 1 : 3,0 e 1 : 4,5 com substituição de 0%, 10% e 34% de cimento Portland por escória de aciaria elétrica micronizada. Em relação à resistência mecânica à compressão, o desempenho apresentado pelas argamassas que utilizaram a escória de aciaria elétrica micronizada foram inferiores às argamassas de referência, porém os resultados encontrados nos ensaios são satisfatórios para atender às exigências de um cimento Portland Em relação aos aspectos de durabilidade, foram avaliados o desempenho em relação à absorção de água e à penetração de íons cloretos. Para a propriedade de absorção de água, a substituição nos mesmos traços de argamassas e teores de escória de aciaria elétrica micronizada mencionadas anteriormente, os resultados obtidos apresentaram desempenho superior às argamassas de referência. Do ponto de vista de penetração íons cloretos (ASTM C 1202, 1997), verifica-se que para os traços mais pobres (1 : 3,0 e 1 : 4,5) e que requerem respectivamente maiores relações água/aglomerantes, a adição de escória de aciaria elétrica micronizada ao CPV ARI RS nos teores de 10% e 34%, respectivamente, é o principal fator que contribui para o aumento da carga passante das argamassas e consequentemente a redução da capacidade de resistir à penetração de íons cloretos. Já para o traço mais rico (1 : 1,5) que requer menor relação água/aglomerante, a adição de escória de aciaria elétrica micronizada ao CPV ARI RS, no teor de 10%, é o principal fator que contribuiu para a diminuição da carga passante, em relação à argamassa referência, consequentemente aumentando a capacidade da argamassa de resistir à penetração de íons cloretos. Para o teor de substituição de 34% de escória de aciaria elétrica micronizada ao CPV ARI RS, houve aumento da carga passante de 16,72% em relação à argamassa referência. De acordo com os critérios da ASTM C 1202, a substituição de 10% e 34% de escória de aciaria elétrica micronizada ao CPV ARI RS, classificou o traço 1 : 1,5 e os traços 1 : 3,0 e 1 : 4,5, respectivamente, como sendo de moderada e de elevada penetração de íons cloretos.

A siderurgia vem sofrendo transformações que buscam inovação e matérias-primas alternativas. Dentro deste contexto, o uso de resíduos industriais para a formação de escórias sintéticas é tido como alternativa na busca de novos materiais e rotas de reaproveitamento de resíduos. Portanto, este trabalho teve como objetivo estudar o uso de escórias sintéticas na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, aço e ferro fundido. Assim como, propor a utilização da sodalita e da alumina em substituição à fluorita e o resíduo de mármore em substituição à cal convencional. Inicialmente, o resíduo foi caracterizado utilizando as seguintes técnicas: análise química, análise granulométrica, área de superfície específica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os resultados da caracterização mostraram que aproximadamente 90% das partículas do resíduo de mármore estão abaixo de 100m e sua área superficial foi de 0,24m²/g. Através da difração de raios-X foi observado que o resíduo é composto por CaCO3, MgCO3 e SiO2. Na sequência, foram feitas simulações com o software Thermo-Calc para obter dados termodinâmicos das fases presentes nas misturas e compará-los com os resultados experimentais. Além disso, também foram calculados dados de capacidade de sulfeto (Cs), partição de enxofre (Ls) e basicidade ótica () das misturas iniciais. Posteriormente, foram realizados os ensaios experimentais em escala laboratorial para ferro-gusa, ferro fundido e aço, respectivamente nas temperaturas de 1400°C, 1550°C e 1600°C. Nos ensaios de dessulfuração do aço e do ferro-gusa, utilizou-se um rotor de alumina com o objetivo de favorecer a agitação no metal e aumentar a remoção de enxofre. Na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, constatou-se que a fase sólida de CaO é a responsável pela remoção de enxofre e que a presença das fases silicato tricálcio e aluminato tricálcio (3CaO.SiO2 e 3CaO.Al2O3) limitam a reação, sendo maiores suas concentrações nas escórias que utilizaram o resíduo de mármore e sodalita, devido a presença de SiO2 e Al2O3 nestas matérias-primas. Já para o aço e o ferro fundido, que foram estudados com escórias à base de CaO e Al2O3, observou-se que o aumento da fase líquida favoreceu a dessulfuração. Verificou-se que a dessulfuração no ferro fundido foi por escória de topo e no aço por um processo misto, onde a fase líquida e fase sólida participaram da dessulfuração. / The steel industry is going through transformations aiming at innovation and use of alternative raw materials. In this context, the use of industrial waste in the production of synthetic slag is considered an important option on the search for new materials and waste reuse. Therefore, the aim of this work was to study the use of synthetic slags at the desulfurization of hot metal, steel and cast iron. It was proposed the use sodalite and alumina instead of fluorite and the use of marble waste instead of lime. Marble waste was characterized by chemical analysis, particle size analysis, specific surface area, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), analysis with energy dispersive spectroscopy (EDS). The characterization results showed that almost 90% of the particles are smaller than 100 m and its specific surface area was 0.2406m²/g. The XRD has showed the presence of compounds such as CaCO3 and MgCO3 and SiO2. Further, simulations using Thermo-Calc were performed in order to obtain thermodynamic data of the present phases, and to compare with experimental data. Furthermore, sulfide capacity (Cs), sulfur partition (Ls) and optical basicity () were determined. The experimental procedures were carried out at 1400°C, 1550°C and 1600°C for hot metal, cast iron and steel, respectively. In addition, steel and hot metal tests were performed using an alumina rotor to raise the desulphurization. In hot metal desulphurization, solid CaO phase was responsible for sulfur removal. Furthermore, 3CaO.SiO2 and 3CaO.Al2O3 phases limited the reaction, being their concentration higher in the slags with marble waste and sodalite, due to the presence of SiO2 and Al2O3 in these raw materials. Slags composed mainly of CaO and Al2O3 were used in steel and cast iron desulphurization. It was observed that when increasing liquid phase, the reaction of desulphurization was favored. Besides, it was found that cast iron desulfurization occurs by top slag mechanism and steel desulfurization by a mixed process where the liquid phase and solid phase have influence on the desulfurization.

Este trabalho visa estudar o emprego da escória de aciaria a oxigênio (EACN) na construção civil. Para isso, elaborou-se um programa experimental em seis etapas: a primeira compreendeu a caracterização da EACN, do cimento, do clínquer e do gesso; na segunda, a EACN foi cominuída até valores de tamanho de partículas inferiores a 0,075mm; em seguida, caracterizada física, ambiental, química, mineralógica, microestrutural e termicamente, e teve a sua atividade pozolânica determinada; a terceira compreendeu a ativação da escória com hidróxido de sódio; na quarta, foram realizados ensaios de pega expansibilidade, resistência axial à compressão e durabilidade de argamassas de cimento CP V-ARI com substituição parcial do cimento por EACN; na quinta, obteve-se uma primeira escória de aciaria modificada (EACM1) mediante o processo pirometalúrgico da EACN em forma de pó, para alterar a composição química e estrutura para amorfa, tornando-a mais reativa, sendo submetida aos mesmos ensaios da quarta etapa, à exceção dos ensaios de pega e expansibilidade; na sexta e última, obteve-se uma segunda escória modificada (EACM2) pirometalurgicamente: a composição química próxima da escória de altoforno e amorfa. A carga desse processo pirometalúrgico foi calculada pelo software Factsage. Parte dessa escória modificada foi cominuída adicionalmente, de modo que foram obtidas amostras sem moagem adicional (EACM2a) e com moagem adicional (EACM2b). A escória modificada foi submetida aos ensaios da quinta etapa, mais o grau de vitrificação e a reatividade por microscopia de luz transmitida. Os resultados obtidos mostraram que argamassas em que parte do cimento CP V-ARI é substituída por escórias de aciaria (naturais ou modificadas) atendem às especificações de resistência à compressão nos seguintes casos: escória natural e modificada 1: substituição de até 10% do cimento CP V-ARI; escória modificada 2a, substituição de até 20% de cimento; escória modificada 2b, substituição de até 40% do cimento. Observou-se que a escória modificada 2b apresentou resistência à compressão superior ao traço referência nas idades de 28 dias e 91 dias. Apresenta-se ainda a utilização da EACM2b com o clínquer. Outros ensaios e comparações são apresentados para discutir o comportamento observado das escórias em estudo. / This study aims at employing BOF steel slag (EACN) in civil construction. Thus, the study developed an experimental program in six stages: the first one comprised the characterization of BOF steel slag, cement, clinker and gypsum; in the second stage BOF steel slag was reduced to particles sized less than 0.075mm; then, it was physical, environmental, chemical, mineralogical, microstructural and thermally characterized, it also had its pozzolanic activity determined; the third stage comprised the activation of BOF steel slag with sodium hydroxide; during the fourth stage, we carried out setting time, expansibility, axial compressive strength and durability tests for mortars made with cement CP V-ARI and partial substitution with BOF steel slag; in the fifth stage, we obtained the first modified BOF steel slag (EACM1) through pyrometallurgical process of powdered BOF steel slag so as to alter its chemical and structural makeup, making it more reactive to be submitted to the same tests of the fourth stage, except the setting time and expansibility tests; in the sixth and final stage, we obtained the second pyrometallurgically modified BOF steel slag: chemical makeup close to blastfurnace slag. The load of this pyrometallurgical process was calculated using software Factsage. Part of this modified slag was ground additionally, so that samples without additional grinding (EACM2a) and with additional grinding (EACM2b) were obtained. The modified slag underwent the fifth-stage tests, and the degree of vitrification and transmitted light microscopy reactivity. The results obtained show that mortars in which part of CP V-ARI cement was replaced with BOF steel slag (natural or modified) meet the compressive strength specifications in the following cases: Natural and modified slag 1: substitution of up to 10% of CP V-ARI cement; Modified slag 2a, substitution of up to 20% cement; Modified slag 2b, substitution of up to 40% cement. We observed that modified slag 2b showed higher compressive strength than the reference mix at ages 28 and 91 days. We also present the use of EACM2b as clinker. Other tests and comparisons are presented so as to discuss the observed behaviors of the study slags.

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O objetivo desta tese foi o estudo da influência do aditivo redutor de retração (SRA) e o aditivo compensador de retração (SCA) em argamassas e pastas de cimento de escória ativada com silicato de sódio. A metodologia foi centrada na análise da retração por secagem e autógena, com o estudo de outras características que influenciam no fenômeno da retração, como as propriedades mecânicas. Para o avanço no conhecimento do efeito dos aditivos no comportamento do cimento de escória, foi caracterizada a microestrutura com a determinação da análise por termogravimetria, porosimetria e difração de raios X. Neste estudo foram empregados os seguintes teores de aditivo, porcentagem relativa à massa de aglomerante: 0,5%, 1%, 1,5% e 2% do aditivo SRA e 5%, 10% e 15% do aditivo SCA. Para a análise da influência da relação a/agl foram empregadas três teores: 0,40, 0,48 e 0,56. No estudo das amostras de referência, sem a utilização de aditivo, observou-se que o aumento da relação a/agl causa o aumento da retração por secagem e da retração autógena do cimento de escória ativada. A diminuição da resistência mecânica com o aumento da relação a/agl, o que torna o esqueleto sólido mais susceptível à deformações, e o aumento das tensões capilares, em razão do aumento da quantidade de água livre para ser evaporada, são os principais fatores para o aumento da retração por secagem. No caso da retração autógena, seu aumento é atribuído ao aumento da auto-secagem com o aumento do volume de poros com diâmetro na faixa de mesoporos, além da diminuição da resistência mecânica. O aditivo redutor de retração (SRA) conseguiu reduzir a retração por secagem em percentuais de 40% até 74% aos 28 dias, no entanto, este tipo de aditivo não obteve êxito no combate a retração autógena. Com relação à resistência mecânica, o aditivo SRA causou a redução de até 40%, efeito atribuído à diminuição do grau de hidratação e retardo do refinamento da porosidade. O aditivo compensador de retração (SCA) amenizou a retração por secagem e a retração autógena, reduzindo em até 64% e 70%, respectivamente, porém reduziu em até 60% a resistência mecânica do cimento de escória ativada. Com relação à microestrutura, o aditivo SCA diminuiu o grau de hidratação e aumentou a porosidade total, com o aumento da proporção do volume de macroporos. / The aim of this research was the study of the influence of shrinkage reducing admixture (SRA) and shrinkage compensating admixture (SCA) in mortars and pastes of blast furnace slag activated with sodium silicate. The method was centered in the analysis of free drying and autogenous shrinkage, with other characteristics that affect the shrinkage, as the mechanical properties. The microstructure behavior was accomplished with thermogravimetry (TG), mercury intrusion porosimetry (MIP) and X-ray diffraction (XRD). The samples were prepared with 0,5%, 1%, 1,5% and 2% of SRA admixture and 5%, 10% and 15% of SCA admixture, by binder mass. The effect of water/binder ratio was accomplished in three contents: 0,40, 0,48 and 0,56. In the reference mixtures, without admixtures, it was observed that an increase of water/binder ratio incurs in an increase of drying and autogenous shrinkage of alkali activated slag. The explanations for drying shrinkage behavior are the decrease of mechanical strength as consequence of water/binder increase, that turns the porous structure more susceptible to deformations, and the increase of the capillary tensions, attributed to the increase of free water to be evaporated. The increase of autogenous shrinkage with water/binder ratio is attributed to the increase of pore volume with diameter in the mesopores range, besides the decrease of the mechanical strength. The shrinkage reducing admixture (SRA) diminish drying shrinkage of 40% up to 74% at 28 days, however, this type of admixture was not capable to combat the autogenous shrinkage. About mechanical strength, the SRA admixture incurs in a decrease up to 40% of compression strength that it was attributed to the decrease of the hydration degree and retard of pore size refinement. The shrinkage compensating admixture (SCA) softened drying and autogenous shrinkage, reducing in up to 64% and 70%, respectively. However, the SCA admixture decreases in up to 60% mechanical strength of alkali activated slag. About microstructure, SCA admixture reduced the hydration degree and it increased the total porosity, with the increase of macropores volume.

O objetivo desta tese foi o estudo da influência do aditivo redutor de retração (SRA) e o aditivo compensador de retração (SCA) em argamassas e pastas de cimento de escória ativada com silicato de sódio. A metodologia foi centrada na análise da retração por secagem e autógena, com o estudo de outras características que influenciam no fenômeno da retração, como as propriedades mecânicas. Para o avanço no conhecimento do efeito dos aditivos no comportamento do cimento de escória, foi caracterizada a microestrutura com a determinação da análise por termogravimetria, porosimetria e difração de raios X. Neste estudo foram empregados os seguintes teores de aditivo, porcentagem relativa à massa de aglomerante: 0,5%, 1%, 1,5% e 2% do aditivo SRA e 5%, 10% e 15% do aditivo SCA. Para a análise da influência da relação a/agl foram empregadas três teores: 0,40, 0,48 e 0,56. No estudo das amostras de referência, sem a utilização de aditivo, observou-se que o aumento da relação a/agl causa o aumento da retração por secagem e da retração autógena do cimento de escória ativada. A diminuição da resistência mecânica com o aumento da relação a/agl, o que torna o esqueleto sólido mais susceptível à deformações, e o aumento das tensões capilares, em razão do aumento da quantidade de água livre para ser evaporada, são os principais fatores para o aumento da retração por secagem. No caso da retração autógena, seu aumento é atribuído ao aumento da auto-secagem com o aumento do volume de poros com diâmetro na faixa de mesoporos, além da diminuição da resistência mecânica. O aditivo redutor de retração (SRA) conseguiu reduzir a retração por secagem em percentuais de 40% até 74% aos 28 dias, no entanto, este tipo de aditivo não obteve êxito no combate a retração autógena. Com relação à resistência mecânica, o aditivo SRA causou a redução de até 40%, efeito atribuído à diminuição do grau de hidratação e retardo do refinamento da porosidade. O aditivo compensador de retração (SCA) amenizou a retração por secagem e a retração autógena, reduzindo em até 64% e 70%, respectivamente, porém reduziu em até 60% a resistência mecânica do cimento de escória ativada. Com relação à microestrutura, o aditivo SCA diminuiu o grau de hidratação e aumentou a porosidade total, com o aumento da proporção do volume de macroporos. / The aim of this research was the study of the influence of shrinkage reducing admixture (SRA) and shrinkage compensating admixture (SCA) in mortars and pastes of blast furnace slag activated with sodium silicate. The method was centered in the analysis of free drying and autogenous shrinkage, with other characteristics that affect the shrinkage, as the mechanical properties. The microstructure behavior was accomplished with thermogravimetry (TG), mercury intrusion porosimetry (MIP) and X-ray diffraction (XRD). The samples were prepared with 0,5%, 1%, 1,5% and 2% of SRA admixture and 5%, 10% and 15% of SCA admixture, by binder mass. The effect of water/binder ratio was accomplished in three contents: 0,40, 0,48 and 0,56. In the reference mixtures, without admixtures, it was observed that an increase of water/binder ratio incurs in an increase of drying and autogenous shrinkage of alkali activated slag. The explanations for drying shrinkage behavior are the decrease of mechanical strength as consequence of water/binder increase, that turns the porous structure more susceptible to deformations, and the increase of the capillary tensions, attributed to the increase of free water to be evaporated. The increase of autogenous shrinkage with water/binder ratio is attributed to the increase of pore volume with diameter in the mesopores range, besides the decrease of the mechanical strength. The shrinkage reducing admixture (SRA) diminish drying shrinkage of 40% up to 74% at 28 days, however, this type of admixture was not capable to combat the autogenous shrinkage. About mechanical strength, the SRA admixture incurs in a decrease up to 40% of compression strength that it was attributed to the decrease of the hydration degree and retard of pore size refinement. The shrinkage compensating admixture (SCA) softened drying and autogenous shrinkage, reducing in up to 64% and 70%, respectively. However, the SCA admixture decreases in up to 60% mechanical strength of alkali activated slag. About microstructure, SCA admixture reduced the hydration degree and it increased the total porosity, with the increase of macropores volume.

Quatorze amostras provenientes da Real Fábrica de Ferro Ipanema (RFFI) e do sitio arqueológico de Sardinha (SAS) foram investigadas, usando técnicas de caracterização microestrutural e de análise química, com o objetivo de identificar o processo de produção de cada artefato, assim como estabelecer uma assinatura microestrutural daqueles sítios, situados no entorno do morro de Araçoiaba, localizado em Sorocaba. Quatro destas amostras são não metálicas (duas de minério e duas de escória) e dez amostras são metálicas. Os resultados de difração de raios-x e de análise química das amostras de minério indicam que os mesmos são constituídos de aproximadamente 80% magnetita, 20% hematita e traços de Ti. A microanálise EDX (Energydispersive X-ray spectroscopy) das amostras de escória indicam que as mesmas são constituídas por SiO2, CaO e Al2O3, com presença adicional de TiO2. A análise microestrutural dos objetos metálicos mostrou que dois dos dez objetos metálicos possuem microestrutura de matriz ferrítica com veios de grafita, aqui classificados como ferro gusa. Os demais objetos metálicos mostram microestrutura típica de aço (sem precipitação de grafita). A análise de inclusões não metálicas destas amostras revelou que duas delas não possuem inclusões de escória (apenas inclusões do tipo sulfeto série fina). Estes artefatos foram possivelmente produzidos no século XX e foram descartados da investigação. Empregou-se a técnica de caracterização microestrutural associada à microanálise EDX para a análise das inclusões de escória dos seis objetos de aço (análise de 30 inclusões por amostra). Foram construídos gráficos mostrando as relações entre os principais constituintes destas inclusões (%FeO versus %SiO2 , %SiO2 versus %Al2O3, %Al2O3 versus %MgO e %CaO versus % K2O). Utilizou-se então a técnica de regressão linear para cada uma destas relações (com a reta passando e sem passar pela origem) para avaliar o coeficiente de determinação R2 e a existência de uma assinatura do sistema produtivo baseado numa hipótese proposta por P. Dillmann. Aplicou-se ainda o teste de t de Student para avaliar a hipótese de reta passando forçosamente pela origem, como proposto por Dillmann. A hipótese mostrou-se irrealista. Finalmente foi construído um gráfico multiparamétrico da relação P2O5 versus [(Al2O3 + MgO + K2O)/FeO] das amostras de aço, que permite distinguir dois campos, segundo proposição de Dillmann: o campo das peças produzidas por processo indireto (ferro gusa + refino) e o das peças produzidas por redução direta Os resultados sugerem que dois objetos metálicos provenientes da RFFI foram produzidos por redução direta e outro por redução indireta, enquanto as três amostras do SAS localizam-se no campo da redução direta. O trabalho mostrou a importância da microanálise química de inclusões de escória como ferramenta para estabelecer o processo produtivo dos artefatos ferrosos estudados. / Fourteen samples belonging to the Real Fábrica de Ferro Ipanema (RFFI) and the archaeological site of Sardinha (SAS) were investigated, using microstructural characterization and chemical analysis, in order to identify the production route of each ferrous artefact and well as establish a microstructural signature of those sites, located in the vicinity of the hill Araçoiaba, located in Sorocaba.. Four of these samples were non-metallic (two ore samples and two slag samples) and ten samples were metallic. X-ray diffraction and chemical analysis results of the ore samples indicated that they were composed of approximately 80% magnetite, 20% hematite and traces of Ti. Microanalysis EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) of slag samples indicated that they consisted of SiO2, CaO and Al2O3, with additional presence of TiO2. Microstructural analysis of the metallic objects showed for two samples a ferritic matrix with graphite flakes, here classified as pig iron. The remaining metallic objects showed microstructures typical of steel (ferrite and/or pearlite without graphite precipitation). The analysis of non-metallic inclusions for these eight samples revealed that two of them had no slag inclusions (only the presence of thin series sulphide-type inclusions). These two artefacts were possibly produced in the XX century and were, therefore, excluded from the present investigation. Microstructural characterization associated with EDX microanalysis was applied to investigate the slag inclusions of the remaining six steel objects (30 inclusions per sample). Graphs were constructed showing the relationships between the major components of these slag inclusions (%FeO versus %SiO2, %SiO2 versus %Al2O3, %Al2O3 versus %MgO and %CaO versus % K2O). Linear regression (forcing the line passing through the origin and without forcing it) was carried out for each one of these ratios in order to evaluate the value of the R2 coefficient and to investigate the possible existence of a signature of the RFFI productive system based on Dillmanns proposition. Additionally, Student\'s t-test was used to evaluate the strength of the assumption of having \"a line passing through the origin for each one of the component ratios, as proposed by Dillmann. This study could not establish or identify the signature of the RFFI productive system. Additionally, the assumption of having a line passing through the origin for each investigated component ratio was shown to be the rather unrealistic. Finally a %P2O5 versus [(%Al2O3+%MgO+%K2O )/FeO ] graph was constructed and its analysis allowed theorizing about the manufacturing process of these ferrous artefacts, second the Dillmann proposition. This graph showed two distinct composition fields: one field identifying the artefacts produced by the indirect process (pig iron followed by refining) and the other by direct reduction. Two RFFI artefacts were produced by direct reduction and one single RFF artefact by indirect reduction. Three SAS artefacts were produced by direct reduction. The present study showed the importance of slag inclusions EDX microanalysis as a tool to establish the manufacturing process of ferrous artefacts.