[EN] The building industry generates a large amount of waste that directly affects the environment, starting from the construction process up until the end of the useful life of the buildings. Construction processes involve the use of large quantities of building materials, including ordinary Portland cement (OPC). This is the most produced material worldwide and during its manufacturing process greenhouse gases are emitted, including especially high emissions of CO2. Another factor which affects the environment throughout the life cycle of a building is the generation of large volumes of waste from construction and demolition (C&D). From these environmental problems, scientists and the cement industry are exploring ways to reduce emissions of CO2 and they are also assessing the reuse and exploitation of solid waste from different industries and of course, from construction industry. Thus, a possible alternative route is headed towards the partial replacement of OPC by waste or the use of other types of binders such as geopolymers or alkali-activated binders. In the research carried out, simulated demolition waste from carbonated hydrated cement (from cement CEM I) in the laboratory is described. This mixture contains vitreous silica and and vitreous alumina among other compounds; to do this a process of accelerated carbonation was carried out, saturating the residue with CO2 in two types of environments; a dry environment and the other was a cold aqueous médium. In addition, the Magallanes HCC was combined with other materials in order to evaluate the influence of various fine substances that are present in construction and demolition waste, such as gypsum. The mechanical resistance values of the alkaliactivated Magallanes HCC were not very high, so a research line was successfully developed from mixtures with blast furnace slag and calcium aluminate cement (CAC). These systems have shown excellent resistance against sulphate attack and freeze-thaw cycles with better performances observed in Portland cement systems. Similarly, other alkali-activated precursors were obtained from the hydration and carbonation of type cements CEM III/A, CEM IV/A and calcium aluminate cement, these precursors were identified as Mag3, Mag4 and Atacama CAC. The physical-chemical characterization of the precursors was carried out and pastes and mortars were produced with these new alkali-activated precursors. Similarly, the physical-chemical characteristics of a real fine fraction of construction and demolition waste (C&D) from a recycling plant were determined. Their pozzolanic behavior was determined, alkali-activated mortars were produced using C&D, and by substituting with slag; the mechanical viability of the mortars was demonstrated, as was their durability. In order to investigate the carbon footprint of the new precursors, the balance (emission and fixation) of the amount of CO2 produced during the manufacture of the Magallanes HCC, Mag3, Mag4 and Atacama CAC was studied. CO2 emissions from the manufacturing process of geopolymer mortars were also evaluated. The data showed that the precursors have a much lower impact than Portland cement. All these results demonstrate that the materials from hydrated cement-waste are suitable to be re-used as precursors in alkali-activated binders when they have undergone an additional carbonation process, which involves a significant amount of fixed CO2. They can therefore be used as a new building material. / [ES] La industria de la construcción es una gran generadora de residuos que impacta de forma directa al medio ambiente, desde el proceso de construcción hasta el fin de la vida útil de las estructuras. Los procesos constructivos involucran el uso de grandes cantidades de materiales de construcción, entre ellos el cemento Portland (OPC). Este material es el de mayor producción a nivel mundial y durante su proceso de fabricación se emiten gases de efecto invernadero, especialmente elevadas emisiones de CO2. Otro de los factores que afectan el medio ambiente durante todo el ciclo de vida de una estructura de construcción es la generación de grandes volúmenes de residuos de construcción y demolición (RCD). A partir de estos problemas ambientales, los científicos y la industria del cemento están estudiando la forma de disminuir las emisiones de CO2, y además, están valorando la reutilización y aprovechamiento de los residuos sólidos, provenientes de los distintos sectores industriales y, por supuesto, de la construcción. Así, una posible vía alternativa está encaminada hacia la sustitución parcial del OPC por residuos o el uso de otros tipos de conglomerantes como los geopolímeros o conglomerantes de activación alcalina. En la investigación realizada se presenta el estudio que simula en laboratorio un residuo de demolición a partir del cemento hidratado y carbonatado (a partir de cemento tipo CEM I), el cual contiene, entre otros compuestos, sílice y alúmina vítreas; para ello se realizó un proceso de carbonatación acelerada, saturando al residuo con CO2 en dos tipos de ambientes; un ambiente seco y el otro un medio acuoso y frío. Adicionalmente, el CHC Magallanes se combinó con otros materiales, con el fin de evaluar la influencia de diversas sustancias finas que se encuentran presentes en los residuos de construcción y demolición, como es el caso del yeso. En ese caso los valores de resistencia mecánica del CHC Magallanes activado alcalinamente no fueron muy elevados, por lo que se desarrolló con éxito una línea de trabajo a partir de mezclas con escoria y cemento de aluminato de calcio (CAC). Estos sistemas binarios con CHC Magallanes han presentado unos excelentes comportamientos frente al ataque por sulfatos y a los ciclos hielo-deshielo, con unas prestaciones superiores a los sistemas con cemento Portland. Similarmente, se procedió a la obtención de otros precursores de activación alcalina a partir de la hidratación y carbonatación de los cementos tipo CEM III/A, CEM IV/A y cemento de aluminato cálcico, los cuales se identificarán como Mag3, Mag4 y CAC Atacama. Se llevó a cabo su caracterización físico - química y se fabricaron pastas y morteros con estos nuevos precursores de activación alcalina. Análogamente, se procedió a determinar las características físico - químicas de una fracción fina real de un RCD proveniente de una planta de reciclaje. Se determinó su comportamiento puzolánico, y se fabricaron morteros de activación alcalina usando RCD y con sustitución de escoria; se demostró la viabilidad de los morteros, tanto desde el punto de vista mecánico como de durabilidad. Con el fin de conocer la huella de carbono de los nuevos precursores, se procedió a estudiar el balance (emisión y fijación) de CO2 producido en la fabricación de cada uno de los materiales CHC Magallanes, Mag3, Mag4 y CAC Atacama y las emisiones de (CO2) resultantes en el proceso de fabricación de los morteros geopoliméricos. Los datos demostraron que los precursores tienen un impacto mucho menor que el cemento Portland. Todos estos resultados demuestran que los materiales proveniente de residuos relacionados con cemento hidratado, tras un proceso adicional de carbonatación, lo cual supone una cantidad significativa de CO2 fijado, poseen características adecuadas para ser reutilizados como precursores en conglomerantes activados alcalinamente, y por ende se pueden utilizar como un / [CA] La indústria de la construcció és una gran generadora de residus que impacta de forma directa al medi ambient, des del procés de construcció fins a la fi de la vida útil de les estructures. Els processos constructius suposen l'ús de grans quantitats de materials de construcció, entre els quals es troba el ciment Portland (OPC). Aquest material és el de major producció a nivel mundial i durant el seu procés de fabricació s'emeten gasos d'efecte hivernacle, especialmente elevades emissions de CO2. Altre dels factors que afecta el medi ambient durant tot el cicle de vida d'una estructura de construcció és la generació de grans volums de residus de construcción i demolició (RCD). A partir d'aquests problemes ambientals, els científics i la indústria del ciment estan estudiant la forma de disminuir les emissions de CO2, i a més, estan valorant la reutilització i aprofitament dels residus sòlids, provinents dels diferents sectors industrials i, per descomptat, de la pròpia construcció. Així, una possible via alternativa està encaminada cap a la substitució parcial del OPC per residus o l'us de conglomerants alternatius com els geopolímers o conglomerants d'activació alcalina. A la investigació realitzada es presenta l'estudi que simula en laboratori un residu de demolició a partir del ciment hidratat i carbonatat (a partir del ciment CEM I), el qual conté, entre altres compostos, sílice i alúmina vítries; per açò es va realitzar un procés de carbonatació accelerada, saturant al residu amb CO2 en dos tipus d'ambients; un ambient sec i altre ambient aquós i fred amb. Addicionalment, el CHC Magallanes es va combinar amb altres materials, amb la finalitat d'avaluar la influència de diverses substàncies fines que es troben presents en els residus de construcció i demolició, com és el cas del guix. En aquest cas els valors de resistència mecànica del CHC Magallanes activat alcalinament no van ser molt elevats, per la qual cosa es va desenvolupar amb èxit una línia de treball a partir de mescles amb escòria d'alt forn i ciment d'aluminat de calci (CAC). Aquests sistemes binaris amb CHC Magallanes han presentat uns excel.lents comportaments front l'atac per sulfats i als cicles de gel - desgel, amb unes prestacions elevades respecte dels sistemes amb ciment Portland. Similarment, es va procedir a l'obtenció d'altres precursors d'activació alcalina a partir de la hidratació i carbonatació dels ciments tipus CEM III/A), CEM IV/A i ciment d'aluminat càlcic, els quals s'identificaran com Mag3, Mag4 i CAC Atacama. Es va dur a terme la seua caracterització fisicoquímica i es van fabricar pastes i morters amb aquests nous precursors d'activació alcalina. Anàlogament, es va procedir a determinar les característiques fisicoquímiques d'una fracció fina real d'un residu de construcció i demolició (RCD) provinent d'una planta de reciclatge. Es va determinar el seu comportament putzolànic, i es van fabricar morters d'activació alcalina de RCD amb substitució parcial d'escòria; va quedar demostrada la viabilitat dels morters, tant des del punt de vista mecànic com de la durabilitat. Amb la finalitat de conèixer la petjada de carboni dels nous precursors, es va procedir a estudiar el balanç (emissió i fixació) de CO2 produït en la fabricació de cadascun dels materials CHC Magallanes, Mag3, Mag4 i CAC Atacama i les emissions de (CO2) resultants del procés de fabricació dels morters geopolimèrics. Les dades van demostrar que els precursors tenen un impacte molt menor que el ciment Portland. Tots aquests resultats demostren que els materials provinents de residus relacionats amb ciment hidratat, després d'un procés addicional de carbonatació, la qual cosa suposa una quantitat significativa de CO2 fixat, posseeixen característiques adequades per poder ser reutilitzats com a precursors en conglomerants activats alcalinament, i per tant es pot utilizar com un nou material / Segura Sierpe, YP. (2016). Reutilización de residuos de construcción en la fabricación de conglomerantes de activación alcalina [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/67271

[pt] O presente trabalho tem como objetivo investigar os efeitos químicos, físicos e mecânicos de altas dosagens de escória granulada de alto forno (85 por cento) como adição em cimentos Portland. Foram feitas quatro amostras, sendo uma do cimento padrão referência conhecido como CP IND e com as dosagens de adição de escória, com 60 por cento de adição de escória (usual do mercado), 85 por cento de escória sem aditivo (branco) e 85 por cento de escória com 7,5 por cento de aditivo ativador (Metassilicato de Sódio Anidro). Os materiais foram caracterizados quanto sua composição química, área superficial e granulometria por ensaios de Fluorescência, Blaine e granulometria laser. Para investigar a formação das fases foram realizadas análises de difratometria de raios-x (DRX) e calorimetria. Finalmente, os cimentos hidratados foram ensaiados em compressão uniaxial para as idades de 1, 3, 7, 28 e 91 dias para medir a resistência à compressão na argamassa padrão de cimento pelo método de argamassa padrão, e em 1, 7 e 28 dias em concreto. O uso desse ativador garantiu a reserva alcalina, elevando a precipitação de produtos de hidratação. As misturas ativadas com 85 por cento de escória apresentaram resultados de resistência à compressão satisfatórios para cimentos Portland Classe de resistência 25 MPa. O cimento com 85 por cento de adição de escória ativado com metassilicato de sódio anidro apresentou um desempenho, na argamassa padrão de cimento, na idade de 1 dia, mais de 4 vezes superior quando comparado ao cimento com 85 por cento de adição de escória sem ativador. Esse desempenho foi diminuindo à medida que hidratação evolui, quando se esperava ao contrário, demonstrando que o percentual utilizado e a granulometria do ativador podem não ter sido a mais adequada, havendo a necessidade de um estudo mais aprofundado tanto nessa relação quanto na verificação da porosidade das misturas. / [en] The present work investigates the chemical, physical and mechanical effects of high dosages of granulated blast furnace slag (85 percent) as an addition to Portland cements. Four samples were made, one of the reference standard cement known as CP IND and with the slag addition dosages, with 60 percent slag addition (usual on the market), 85 percent slag without additive (white) and 85 percent slag with 7.5 percent activating additive (Anhydrous Sodium Metasilicate). The materials were characterized regarding their chemical composition, surface area and particle size by Fluorescence, Blaine and laser particle size tests. To investigate the formation of the phases, x-ray diffractometry (XRD) and calorimetry analyzes were carried out. Finally, the hydrated cements were tested in uniaxial compression at ages of 1, 3, 7, 28 and 91 days to measure the compressive strength in the cement paste, and at 1, 7 and 28 days in concrete. The use of this activator guaranteed the alkaline reserve, increasing the precipitation of hydration products. The mixtures activated with 85 percent slag presented satisfactory compressive strength results for Portland cements Strength Class 25 MPa. The cement with 85 percent addition of slag activated with anhydrous sodium metasilicate presented a performance, in the cement paste, at the age of 1 day, more than 4 times higher when compared to cement with 85 percents lag addition without activator. This performance decreased as hydration progressed, when the opposite was expected, demonstrating that the percentage used and the granulometry of the activator may not have been the most appropriate, with the need for a more in-depth study both in this relationship and in the verification of the porosity of the mixtures.

Orientador: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Hélo Grassi Filho / Banca: Roberto Lyra Villas Bôas / Banca: Carlos Sergio Tiritan / Banca: Rosemary Marques de Almeida Bertani / Resumo: O fósforo (P) é um dos principais fatores limitantes ao crescimento e produção de culturas agrícolas em solos de regiões tropicais. Em decorrência da baixa concentração de hidroxilas em solos ácidos a retenção do fósforo da solução é favorecida. O uso de fontes de P combinado ao cultivo de espécies de coberturas do solo pode auxiliar na disponibilidade de fósforo no solo para as plantas. Objetivou-se estudar as combinações de fontes de P e coberturas do solo na disponibilização de P às culturas da soja e do milho, além da distribuição das frações inorgânicas de P no LVdf e LVd, quando submetido à diferentes corretivos da acidez. Para tal, foram realizados duas fases, sob proteção plástica, em dois Latossolos, o LVdf e o LVd. Na primeira foram realizados três experimentos, em vasos de 20 litros, variando forma de calagem/silicatagem (100% calcário; 100% escória de aciaria; 50%+50%), as fontes de P, 300 mg dm-3, (superfostato triplo (SFT), fosfato reativo (FR) e fosfato precipitado(FP)); plantas de cobertura (braquiária e sorgo) mais a testemunha sem planta; cultivados com soja e milho como plantas teste. Após cada cultivo eram realizadas as análises química do solo e fracionamento de P inorgânico. A segunda fase procedeu-se apenas o tratamento 50% calcário+50% escória de aciaria. A adubação foi realizada via solução nutritiva, exceto o P, sendo mantidos os tratamentos com as fontes de P e as plantas de cobertura e plantas testes. Nas amostras de solo do segundo experimento foi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Phosphorus (P) is one of the main limiting factors to growth and production of agricultural crops in tropical soils. Due to the low concentration of hydroxyls in oxisol, the phosphorus retention of the solution is favored. The use of P sources combined with the cultivation of soil cover crops may help in the availability of phosphorus in the soil to the plants. It was supported the study of combinations of P sources and cover crops in the availability of P in soybean and corn crops, as well as the distribution of inorganic fractions of P when submitted to different acidity correctives. For this, in two phases, under plastic protection, were carried out in two Oxisol. First phase: three combinations of limestone and slag (100% limestone, 100% slag, 50% + 50%), three P sources at 300 mg dm-3 (Triple superphosphate (TSP), reactive phosphate, and precipitated phosphate (PF)); Cover plants (Urochloa decumbens and Sorghum bicolor) plus the control without cover crop, cultivated with soybean and corn as test plants. After each cultivation, soil chemical analysis and inorganic P fractionation were performed. In the second phase, only 50% limestone+50% slag of steel treatment was processed. A fertilization was carried out through a nutrient solution, except P, being treated as sources of P and as cover plants and tested plants. In the soil samples from the second experiment, spectroscopic X-ray was performed on the Absorption Near Edge through the SXS beamline of the National Laboratory of Synchrotron Light. In the first experiment, it was observed an increase in the basic cations contents, as well as the sum of bases, after treatments with P sources in both soils, in a more pronounced way to the LVd, with an increase in the Fe-P fraction. FR provided the increase in micronutrient contents in both Oxisols. In addition, as alternative sources precipitated phosphate 1 and 2 (FP1 and FP2), demonstrated the ... / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-22Bitstream added on 2014-06-13T19:01:15Z : No. of bitstreams: 1 vidal_aa_dr_jabo.pdf: 708737 bytes, checksum: 1d8e6612add4783d418abf8e35c0a234 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A escória de aciaria como um material corretivo, fonte de silício e sua interação com a adubação nitrogenada poderá beneficiar a nutrição e a produção da cultura do arroz. Entretanto, poderá afetar a atividade biológica do solo, devido à presença de metais pesados na sua composição química. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a escória de aciaria como material corretivo e como fonte de silício e a sua interação com a adubação nitrogenada na nutrição e na produção da cultura do arroz. Para isso instalou-se experimento em casa de vegetação na UNESP/Campus Jaboticabal, com a cultura do arroz (cv IAC 202) em vasos, preenchidos com um Latossolo Vermelho distrófico. Os tratamentos foram constituídos por duas fontes de material corretivo (calcário dolomítico e escória de aciaria), três doses em ECaCO3 (1,3; 2,6 e 5,2 g dm-3) e três doses de N (80, 160 e 320 mg dm-3). O delineamento experimental foi em blocos casualizados, analisado em esquema fatorial 2x3x3+1, com quatro repetições. Após 90 dias de incubação do solo avaliaram-se as características químicas do solo e após 120 dias do transplantio das plântulas de arroz, a atividade enzimática e teor de Si do solo, o estado nutricional (teores de nutrientes e de silício na planta) e o crescimento e a produção do arroz. Os resultados indicaram que a maior produção de grãos ocorreu com a aplicação de calcário na dose de 2,6 ECaCO3 (V= 50%) e de nitrogênio na dose de 160 mg dm-3. O uso da escória de aciaria foi semelhante ao do calcário na neutralização da acidez do solo e, ainda, aumentou a disponibilidade de silício no solo. As doses de nitrogênio diminuíram o teor de Si na parte aérea (colmo+folhas) do arroz. A adubação nitrogenada aumentou a absorção de nitrogênio, favoreceu o acúmulo de silício e nitrogênio na planta e promoveu maior produção de massa seca... / Slag as a corrective material and silicon source could benefit the nutrition and yield in rice cultivation due to its interaction with nitrogen fertilization. However, the slag could affect the biologic activity of the soil because of the presence of heavy metals in its chemical composition. Thus, the objective of this work was to evaluate slag as a corrective material and as silicon source as well as its interaction with nitrogen fertilization in the nutrition and the production of rice crops. For this reason an experiment with the culture of rice (cv IAC 202) in pots filled with acid dystrophic Red Latosol was carried out in a greenhouse in UNESP/Jaboticabal. The treatments which were applied were constituted of two corrective sources (dolomitic limestone and slag), three doses of correctives in ECaCO3 (1,3; 2,6 and 5,2 g dm-3) and three doses of nitrogen (80, 160 e 320 mg dm-3). The experimental design was in randomized blocks with a factorial scheme 2x3x3+1 with four replications. Ninety days after incubation, the characteristics of the fertility of the soil were evaluated and one hundred and twenty (120) days after planting the rice, the enzymatic activity and the silicon content of the soil, the nutritional status (content of the nutrients and silicon in plants) and the growth and the production of the rice were also evaluated. The results show that the greatest production of grains occurred with the application of limestone in the dose of 2,6 ECaCO3 (V= 50%) and of nitrogen in the 160 doses of mg dm-3. The result of the application of the slag was similar to that of the limestone in the neutralization of the acidity of the soil, moreover, it increased silicon availability. The doses of nitrogen diminished the content of Si in the rice (stem and leaf). Nitrogen fertilization also increased the absorption of nitrogen, favored the accumulation of silicon and nitrogen in the plants... (Complete abstract click electronic access below)

[pt] Uma grande quantidade de subprodutos é gerada por indústrias, surgindo a necessidade de encontrar um destino para estes resíduos. A escória de cobre proveniente do processo abrasivo é um exemplo que, após os ciclos de jateamento, é descartada no meio ambiente. A utilização desse resíduo na pavimentação pode ser uma alternativa de destino, além de evitar possíveis impactos ambientais. Esta pesquisa apresenta o estudo da incorporação da escória de cobre pós-jateada ao solo natural de Sergipe e cimento Portland. Os materiais utilizados foram solo areno-argiloso, escória proveniente de processo de jateamento e cimento de alta resistência inicial. O programa experimental envolveu ensaios de caracterização física, compactação, índice de suporte califórnia, dosagem físico-química, resistência à compressão simples, resistência à tração, módulo de resiliência, durabilidade, permeabilidade, análises químicas, mineralógicas e microscopia de varredura. O programa computacional SisPav foi utilizado para simular o dimensionamento das camadas do pavimento com o material pesquisado. Ficou constatado um teor de cimento entre 7 e 9 por cento para melhoramento do solo, onde a adição de escória proporciona uma estabilização granulométrica com redução de cerca de 3 por cento de cimento, em relação ao compósito solo-cimento. A mistura com 30 por cento de escória e 5 por cento de cimento alcançou maiores picos de resistência, maior módulo de resiliência, baixa perda de massa, mesma resistência à tração em relação à mistura de solo-cimento sem escória, bem como redução da permeabilidade em relação ao solo puro. Os resultados possibilitaram indicar o emprego da escória de cobre pós-jateada em misturas com solo-cimento para aplicação em base de pavimentos, contribuindo em uma ação mitigadora dos impactos ao meio ambiente com um fim mais nobre a esse resíduo. / [en] A large amount of by-products is generated by industries, becoming needed to find a destination for these wastes. Copper slag from the abrasive process is an example, which, after the blasting cycles, is discarded into the environment. The use of this residue in the paving can be an alternative destination, besides avoiding possible environmental impacts. This research presents the study of the incorporation of post-blasted copper slag to the natural soil of Sergipe and Portland cement. The materials used were sand-clayey soil, slag from blasting process and cement of high early strength. Laboratory tests carried out involved geotechnical characterization, compaction, california bearing ratio, physic-chemical dosage, unconfined compressive strength and tensile strength, resilient modulus, durability test, permeability test, chemical and mineralogical analysis and microscopy. The computer program SisPav was used to simulate the design of pavement of the researched material. It was observed a cement content between 7 and 9 percent for the soil and that the slag provides a granulometric stabilization with reduction of about 3 percent of cement, in relation to the soil-cement. The mixture with 30 percent of slag and 5 percent of cement reached highest strength and resilient modulus, lowest mass loss, same tensile strength compared to the mixture without slag, and reduced permeability compared to natural soil. The results indicate the use of post-blasted copper slag in mixtures with soil-cement for application in the base of pavements, contributing in a mitigating action of the impacts to the environment with a more noble purpose to this residue.

Resumo: A escória de siderurgia é um dos resíduos gerados durante a produção de ferro-gusa. O Brasil é um dos maiores produtores de ferro-gusa e isso significa geração de aproximadamente dez milhões de toneladas por ano deste passivo ambiental. Entretanto, as escórias básicas de siderurgia podem ser usadas como corretivos de acidez do solo, fornecendo cálcio, magnésio e silício, sendo que o seu uso evita a extração de outros produtos da natureza, como o calcário, por exemplo. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a influência das escórias de siderurgia no crescimento e nutrição do eucalipto na sua fase inicial (6 meses pós plantio) e nos atributos químicos do solo. O experimento foi conduzido em Latossolo e Neossolo Quartzarênico e foi analisado de duas formas: 1ª) avaliação do efeito da aplicação de doses crescentes de escória (doses proporcionais a zero; 300; 600; 1200 e 2400 kg/ha); e 2ª) comparação do tratamento equivalente a 2400 kg/ha de escória com testemunha absoluta, adubação química (somente NPK) e calcário. O delineamento experimental foi o de blocos inteiramente casualizados, com seis repetições. Foram realizadas análises químicas de solo aos três e aos seis meses após o início da condução do experimento. Avaliou-se mensalmente a altura e o diâmetro das plantas e, ao encerramento, quantificou-se massa verde e massa seca de folhas, galhos, tronco e raízes, área foliar, teores de macro e micronutrientes e silício nas folhas, galhos, tronco e raízes. Os dados foram analisados estatisticamente com o auxílio do programa SISVAR.2 Os resultados indicaram que, após três meses, a aplicação de 2400 kg/ha de escória proporcionou aumento do pH e V% do solo e redução da acidez potencial em ambos os solos. Após seis meses do plantio, os valores de pH foram semelhantes quando se comparou a dose de 2400 kg/ha com o calcário... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Blast furnace slag is one of residues generated during cast-iron production. Brazil is one of the largest producers of cast-iron. This means the generation of approximately ten million tonnes per year of environmental liabilities. However, slag can be used as soil pH-correcting material supplying calcium, magnesium and silicon, and that its use prevents the extraction of other products of nature, such as limestone, for example. The objectives of this study were to evaluate the influence of blast furnace slags on growth and nutrition of eucalyptus in its initial phase (6 months after planting) and chemical soil attributes. The experiment was conducted in Oxisol and a Typic Quartzipsamment and was analyzed in two ways: 1st) evaluation of the effect of application of increasing slag doses (rates proportional to zero, 300, 600; 1200 and 2400 kg / ha), and 2nd) comparison of a treatment equivalent to 2400 kg / ha of slag against an absolute control, chemical fertilization (NPK only) and limestone. The experimental design consisted of completely randomized blocks with six repetitions. Soil chemical analyses were performed three and six months after installation of the experiment. It was evaluated monthly height and diameter of the plants and the closure, is quantified green and dry mass of leaves, branches, trunk and roots, leaf area; macronutrient, micronutrient, and silicon in the leaves, branches, trunk and roots . The data were analyzed statistically using the SISVAR software program. The results indicated that, after three months, the application of 2400 kg / ha of slag increased soil pH and V%, and decreased potential acidity in both soils. Six months after planting, pH values were similar when the 2,400 kg / ha dose was compared with the dose of limestone. Increased slag doses provided increased green and dry mass production of leaves, leaf area, and dry mass of branches, increased leaf... (Complete abstract click electronic acess below) / Orientador: Iraê Amaral Guerrini / Coorientador: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Roberto Lyra Villas Bôas / Banca: Lísias Coelho / Mestre

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:29:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_Wanderley_D.pdf: 7898803 bytes, checksum: a3cfeddad1f4454d1be226768affcb5b (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O silício grau metalúrgico (SiGM) é largamente produzido através da carboredução do quartzo (Si02) a altas temperaturas, em processo sob fomo de arco submerso. Entretanto, para se obter uma composição química de 98% a 99,5% em. peso, toma-se necessário submeter a uma ou mais etapas de refino através da injeção de nitrogênio e/ou oxigênio ao silício em estado fundente. Desta forma, conduz-se a reações entre estas impurezas presentes no material fundido e os gases, originando as denominadas escórias, que correspondem ao volume de ~10% do volume total de SiGM produzido. No Brasil, a geração anual destas escórias é de ~20,000 toneladas. Normalmente, estas escórias contêm 50% de silício total e 25-30% de Si livre (sendo o restante encontrado disperso sob a forma de óxidos, carbetos, silicatos e silicetos, tais como: SiO2, CaSiO4, SiC, CaSi, CaO, e FeO). A caracterização da composição química e da estrutura cristalina da escória de silício foi realizada aplicando-se as técnicas de espectroscopia de fluorescência de raios-X (FRX) e difração de raios-X (DRX). Observou-se que os elementos majoritários são Si (39-45%), Ca (5-11%), Fe (1-2%), e Al (1-8%). As principais fases cristalinas detectadas foram: silício, siliceto de ferro e silicato de cálcio. As concentrações destas fases foram determinadas por DRX usando o método de padrão interno. Outra contribuição relevante desta pesquisa foi o desenvolvimento de um processo de extração do silício metálico a partir das escorias por plasma térmico, que resulta na obtenção de um silício com pureza equivalente ao silício grau metalúrgico (SiGM) / Abstract: Metallurgieal Grade Silicon (MGSi) is produced by a well-established industrial process that consists of the carbo-reduction of quartz in a submerged are fumace under high temperature. The process is an intensive energy consumption method (13 - 15 kWh to each kilogram of produced MGSi). After tapered, the MGSi is submitted to some purification stages in order to archive the commereial chemieal purity (98% to 99.5% of silicon). These purification stages consist of the injection of reactive gases, mostly nitrogen or oxygen, in order to remove the most reactive impurities like aluminum, calcium, magnesium, and with minor effectiveness iron. The material formed on these chemical reactions involving the impurities and the gas-stream constitutes the slag. The total slag amount formed in the silicon process ranges from 7% to 10% of the total silicon produced. In Brazil, the amount of produced slag ranges about 20,000 t/y. Afier the refining stage, the silicon is left to cooling, being mechanically separated from slag. These slags usually have about 50% of total silicon and 25% to 30% of free-silicon. Silicon is presented in other forms mainly oxides, carbides, silicates and silicides like SiO2, CaSiO4, SiC, CaSi, and FeSi. The chemical composition and the crystalline structure of silicon slag were characterized by X-ray fluorescence spectrometry (XRF) and X-ray Diffraction (XRD), respectively. It was observed that the major elements of silicon slags are: Si (39-45%), Ca (5-11%), Fe (1-2%), and Al (1-8%) and the main crystalline phases are: silicon, iron silicide and calcium silicate. Their concentrations were determined by XRD with the internal standard method in several samples. This research work presents also the results of a thermal plasma process employed to recover the free-silicon present in the process slag. The process consists of a laboratory-scale closed reactor, lined with refractory and insulating materials, a cooled anode at the fumace bottom and a DC arc-transferred plasma torch. The furnace feed could be continuous or in batch mode. The overall recovering of silicon and the material's quality presented here points to a very promising technology that could help to avoid wasting non-renewable raw materials (like quartz), charcoal and energy / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Esta investigación plantea descubrir hasta qué punto es factible comprar escoria de acero en reemplazo del material de agregado, mediante el análisis económico del transporte terrestre. La escoria de acero no es muy utilizada en Perú y no se conoce como índice el costo del flete en el costo total para las distintas regiones del Perú. Se plantearon 9 rutas desde las 3 plantas de acero en el Perú, 3 por cada una de ellas. Se iteró a ciudades cada vez más lejanas hasta que el costo de la escoria de acero tenga un precio similar al de los agregados. Se encontraron 6 rutas factibles, cubriendo casi toda la costa del Perú y algunas ciudades del altiplano. / This research proposes to discover to what extent it is feasible to buy steel slag to replace the aggregate material, through the economic analysis of ground transport. Steel slag is not widely used in Peru and it is not known how the cost of freight affects the total cost in the different regions of Peru. Nine routes were proposed from the 3 steel plants in Peru, 3 for each of them. Cities farther and farther away were iterated until the cost of steel slag is similar in price to that of aggregates. Six feasible routes were found, covering almost the entire coast of Peru and some cities in the highlands. / Trabajo de investigación

La principal motivación de esta investigación es la necesidad de conocer el impacto que ocasiona la escoria de acero en la resistencia a compresión y flexión del concreto cuando este sustituya al agregado fino en diferentes porcentajes. Asimismo, esta investigación brinda una opción viable para utilizar la escoria como agregado alternativo. Y así disminuir la demanda y dependencia que aún tenemos a los agregados naturales. Pues, su extracción descontrolada genera contaminación en ríos y playas. Además, estudios científicos demostraron que la extracción ocasiona enfermedades como la malaria debido a las piscinas de aguas estancadas que se forman. En la metodología se utilizó un diseño de investigación cuasi-experimental, la muestra censal fue de 45 probetas cilíndricas y 30 vigas rectangulares para los ensayos de compresión y flexión respectivamente, las variables en estudio fueron; VI=escoria de acero, VD=resistencia a la compresión y flexión, para la recolección de datos se utilizó guías de observación y para su análisis se utilizó la estadística descriptiva. Los resultados más relevantes fueron; el concreto tipo E30 alcanzo 394.89 kg/cm2 de resistencia a la compresión con respecto al concreto convencional lo cual es un incremento de 34.6% y que el concreto E40 alcanzo 71.86 kg/cm2 de resistencia a la flexión con respecto al concreto convencional lo cual es un incremento de 23.9%. Para ambos casos el diseño fue para un concreto de 280kg/cm2. Finalmente, se llega a la conclusión que la sustitución de escoria por agregado fino incrementa la resistencia a la compresión y flexión del concreto. / The main motivation of this research is the need to know the impact of steel slag on the compressive and flexural strength of concrete when it replaces fine aggregate in different percentages. Likewise, this research provides a viable option to use slag as an alternative aggregate. And thus reduce the demand and dependence we still have on natural aggregates. Because, its uncontrolled extraction generates pollution in rivers and beaches. In addition, scientific studies have shown that extraction causes diseases such as malaria due to the pools of stagnant water that are formed. In the methodology a quasi-experimental research design was used, the census sample was 45 cylindrical specimens and 30 rectangular beams for compression and flexural tests respectively, the variables under study were; VI=steel slag, VD=compressive and flexural strength, for data collection observation guides were used and for analysis descriptive statistics were used. The most relevant results were: concrete type E30 reached 394.89 kg/cm2 of compressive strength with respect to conventional concrete, which is an increase of 34.6%, and concrete type E40 reached 71.86 kg/cm2 of flexural strength with respect to conventional concrete, which is an increase of 23.9%. For both cases the design was for a concrete of 280kg/cm2. Finally, it is concluded that the replacement of slag with fine aggregate increases the compressive and flexural strength of the concrete. / Tesis

En los proyectos de infraestructura vial, se contemplan imprevistos debido a la presencia de suelos arcillosos. La causa principal de estos problemas se debe a sus malas características mecánicas, la cual puede ser medida mediante el ensayo de california bearing ratio (CBR). Esto puede ocasionar que la vida útil de la carretera se vea reducida, además, la mala calidad de la subrasante podría ocasionar mayor necesidad de mantenimientos. Sin embargo, diversos estudios concuerdan que, al mezclar escoria de acero blanca con los suelos arcillosos, se logra aumentar los valores del CBR. Esta investigación, aplica la estabilización del suelo de la ruta N°LI-810 con trayectoria: Emp.PE-3N (Quiruvilca) – Bandurria con escoria de acero blanca de SIDERPERU. Se utilizaron tres diferentes porcentajes de escoria blanca según al peso de la muestra (7.5%, 15% y 22.5%) en el ensayo de CBR. Los ensayos de laboratorios brindaron resultados favorables con el aumento de la capacidad de soporte (CBR). Analizando los efectos de la estabilización, se determinó que el 10% de escoria de acero blanca según el peso de la muestra, es el porcentaje optimo que logra aumentar su CBR a un 3% (porcentaje mínimo establecido por el Ministerio de Transporte y Comunicaciones) y transformarlo de una subrasante inadecuada a una subrasante pobre que se pueda utilizar con fines viales. / In road infrastructure projects, contingencies are contemplated due to the presence of clay soils. The main cause of these problems is due to its poor mechanical characteristics, which can be measured by the California bearing ratio (CBR) test. This can cause the useful life of the road to be reduced, in addition, the poor quality of the subgrade could cause a greater need for maintenance. However, various studies agree that, by mixing white steel slag with clay soils, it is possible to increase the CBR values. This research applies the stabilization of the soil of route N ° LI-810 with trajectory: Emp.PE-3N (Quiruvilca) - Bandurria with white steel slag from SIDERPERU. Three different percentages of white slag were used according to the weight of the sample (7.5%, 15% and 22.5%) in the CBR test. Laboratory tests provided favorable results with increased bearing capacity (CBR). Analyzing the effects of stabilization, it was determined that 10% of white steel slag according to the weight of the sample, is the optimal percentage that manages to increase its CBR to 3% (minimum percentage established by the Ministry of Transportation and Communications) and transform it from an unsuitable subgrade to a poor subgrade that can be used for highway purposes. / Trabajo de investigación