Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-09-19T12:56:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Amanda Marques Azevedo.pdf: 1611607 bytes, checksum: 42d361ebad6720bb0c9dac2831ef0051 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-09-19T12:56:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Amanda Marques Azevedo.pdf: 1611607 bytes, checksum: 42d361ebad6720bb0c9dac2831ef0051 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-19T12:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Amanda Marques Azevedo.pdf: 1611607 bytes, checksum: 42d361ebad6720bb0c9dac2831ef0051 (MD5) Previous issue date: 2017-04-17 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Geopolymers are part of a class of materials with cementitious properties, materials that can be produced through low cost raw materials, with low energy expenditure and mainly with low emission of toxic gases into the atmosphere. This study obtained chemical and physical characteristics and mechanical properties of the metacaulim geopolymer cement from Amazonian kaolin. The results showed compressive strength of up to 61.4 MPa after 28 (twenty eight) days and concluded the necessary time of calcination to obtain the best metacaulim that was 750oC for 6 hours, despite its dehydroxylation around ~530º C. Another important aspect is to obtain a good compressive strength and to combine the granulometry and the amorphous phase of the metakaolin. The best results were that obtained by geopolymers produced from metakaolin with smaller granulometry. The metakaolin produced by Amazonian kaolin proved to be a noble precursor for geopolymer’s applications. / Os geopolímeros fazem parte de uma classe de materiais com propriedades cimentícias, materiais que possam ser produzidos através de matérias-primas de baixo custo, com pouco gasto energético e principalmente com baixa emissão de gases tóxicos para a atmosfera. Este estudo obteve características químicas e físicas e propriedades mecânicas do cimento geopolimérico à base de metacaulim oriundo do caulim da Amazônia. Os resultados apresentaram resistência à compressão de até 61,4 MPa após 28 (vinte e oito) dias e levaram a conclusão sobre o tempo necessário de calcinação para se obter o melhor metacaulim que fora de 750oC por 6 h, apesar de sua desidroxilação ocorrer em torno de ~530ºC. Outro aspecto importante para se obter uma boa resistência a compressão e aliar a granulometria e a fase amorfa do metacaulim, os melhores resultados foram apresentados por geopolímeros produzidos a partir de metacaulim com menor granulometria. O metacaulim produzido pelo caulim oriundo da Amazônia mostrou-se um aluminossilicato precursor nobre para aplicação para síntese de geopolímeros.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1300138 bytes, checksum: a02f160bb7ecd6feb685d3b961a96e97 (MD5) Previous issue date: 2009-03-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Known since the 70´s, geopolymers are excellent chemical, mechanical and thermal performance materials. Although they have mostly been used as coatings in many of these applications, the number of studies on adhesion mechanisms of geopolymers is considerably less than the use of their properties. The main objective of this work is to evaluate resistance to single joint with alkali-activated adhesives from metakoalinite (MK) and soils calcinated (SC) as precursors using the sodium and potassium silicate as activators in aluminum bonded joints. / Os geopolímeros são materiais com excelentes propriedades químicas, mecânicas e térmicas, conhecidos desde anos 70. Mesmo sendo amplamente utilizados como revestimento, esses materiais ainda não tiveram suas propriedades adesivas devidamente estudadas. Este trabalho tem como objetivo avaliar a resistência ao cisalhamento das juntas coladas com adesivos alcalinamente ativados a partir dos precursores Metacaulinita (MK) e Solo Calcinado (SC) utilizando como ativador o silicatos de sódio e potássio em substratos de alumínio.

Abstract In many countries around the world, and even more so in developing countries, the problem of the use of end-of-life tires (NFU) is very much present, mainly because they lack selective collection and an adequate management system. The retreading method is the alternative process in NFU management, which consists of replacing the worn tread of a used tire, performing the reconstruction of its original structure. The scraping of the surface is the stage where all the waste that is obtained in the form of tire fibers (FN) and particles is generated. This type of waste can be valued as raw material to obtain pre-fabricated non-conventional building elements and low economic and environmental costs. In this work, tire residues have been used in the preparation of cement / pozzolan matrices and alkaline activation matrices. For this purpose different residues have been used: In the case of cementitious matrices, a residue of the petroleum industry has been used as pozzolan; The fluid catalytic cracking (FCC) as a 15% substitution of cement for this residue. In the case of geopolymeric mortars, two types of waste have been used as the precursor agent: FCC, and blast furnace slag (SC). On the other hand, and for the preparation of the activator solution, a mixture of sodium hydroxide and rice husk ash (CCA) has been used as the source of silica. In parallel, and for mortars with slag, sodium carbonate activator has been used as activator. In all previous systems, part or all of the aggregate has been replaced by FN, as an ecological option for the reuse of this material. The objective of this study is to evaluate the NFU from its application as FN in ultra-light binder mixtures based on portland cement and alkaline activated cement, so that many of its physical, mechanical, thermal and thermographic properties have been analyzed, To develop applications in civil engineering and building as is the case of microconcrete tiles. The use of FN decreases the density of the hardened mixtures and reaches the minimum values of compressive strength, collected by the standard for masonry pieces. On the other hand, the analysis of thermography and thermal conductivity show that the increase of FN in the dosage of mortars decreases the values of heat transmitted in the studied material, reaching lower values than in conventional concretes and similar to that of light concrete with clay expanded. / Resumen En muchos países del mundo y más aún en países en desarrollo está muy presente el problema generado por la presencia de los neumáticos fuera de uso (NFU), fundamentalmente porque carecen de una recogida selectiva y de un adecuado sistema de gestión. El método del recauchutado es el proceso alternativo en la gestión de NFU el cual consiste en sustituir la banda de rodadura gastada de un neumático usado, realizando la reconstrucción de su estructura original. El raspado de la superficie, es la etapa donde se genera la totalidad de los residuos que se obtienen en forma de fibras de neumático (FN) y partículas. Este tipo de residuos puede ser valorizado como materia prima para obtener elementos de construcción prefabricados no convencionales y de bajo coste económico y medio ambiental. En este trabajo se han usado residuos de neumáticos en la preparación de matrices de cemento/puzolana y matrices de activación alcalina. Para ello se han utilizado distintos residuos: En el caso de matrices cementicias se han utilizado como puzolana un residuo de la industria del petróleo; el catalizador gastado de craqueo catalítico (FCC) como una sustitución del 15% de cemento por este residuo. En el caso de los morteros geopoliméricos se ha usado como agente precursor dos tipos de residuos: el FCC, y la escoria de alto horno (SC). Por otra parte, y para la preparación de la disolución activadora se ha usado una mezcla de hidróxido sódico con ceniza de cáscara de arroz (CCA), como fuente de sílice. Paralelamente, y para los morteros con escoria, se ha usado como activador carbonato sódico. En todos los sistemas anteriores, se han sustituido parte o todo el árido por FN, como una opción ecológica para la reutilización de este material. El objetivo de este estudio es la valorización del NFU a partir de su aplicación como FN en mezclas conglomerantes ultraligeras con base de cemento portland y cemento activado alcalinamente, por lo que se han analizado muchas de sus propiedades, físicas, mecánicas, térmicas y termográfica, para desarrollar aplicaciones en la ingeniería civil y la edificación como es el caso de las tejas de microconcreto. El uso de FN disminuye la densidad de las mezclas endurecidas y alcanza los valores mínimos de resistencia a compresión, recogidos por la norma para piezas de mampostería. Por otra parte, el análisis de termografía y de conductividad térmica manifiestan que el incremento de FN en la dosificación de los morteros disminuye los valores de calor transmitido en el material estudiado, alcanzando valores menores que en hormigones convencionales y similares al del hormigón ligero con arcilla expandida. / Resum A molts països del món, i especialment en països en desenvolupament, està molt present el problema produït per la presència dels pneumàtics fora d'ús (NFU), principalment perquè els manca una recollida selectiva i amb un adequat sistema de gestió. El mètode del recautxutat és el procés alternatiu en la gestió de NFU, el qual consisteix en substituir la banda de rodament gastada d'un pneumàtic utilitzat, realitzant la reconstrucció de la seua estructura original. El raspat de la superfície és l'etapa on es genera la totalitat dels residus que s'obtenen en forma de fibres de pneumàtic (FN) i partícules. Aquest tipus de residus pot ser valoritzat com a matèria prima per a obtenir elements prefabricats no convencionals i de baix cost econòmic i mediambiental. En aquest treball s'han utilitzat residus de pneumàtics en la preparació de matrius de ciment/putzolana i matrius d'activació alcalina. Amb eixe objectiu, s'han utilitzat diversos residus: En el cas de matrius cementícies s'ha utilitzat com a putzolana un residu de la industria del petroli; el catalitzador gastat de craqueig catalític (FCC) com una substitució del 15% de ciment per aquest residu. En el cas dels morters geopolimèrics, s'han utilitzat com agent precursor dos tipus de residus: el FCC i l'escòria d'alts forns (SC). D'altra banda, per a la preparació de la dissolució activadora s'ha utilitzat una mescla d'hidròxid sòdic amb cendra de la corfa d'arrós (CCA) com a font de sílice. En tots els sistemes mencionats, s'ha substituït parcial o totalment l'àrid per FN, com una opció ecològica per a la reutilització d'aquest material. L'objectiu d'aquest estudi és la valorització del NFU a partir de la seua aplicació com FN en mescles conglomerants ultralleugeres amb base de ciment pòrtland i ciment activat alcalinament. Per aquest motiu, s'han analitzat moltes de les seues propietats, físiques, mecàniques, tèrmiques i termogràfiques, per a desenvolupar aplicacions en l'enginyeria civil i l'edificació, com ara les teules de microformigó. L'ús de FN disminueix la densitat de les mescles endurides i aconsegueix els valors mínims de resistència a compressió, recollits per la norma per a peces de maçoneria. D'altra banda, l'anàlisi de termografia i de conductivitat tèrmica manifesten que l'augment de FN en la dosificació dels morters disminueix els valors de calor transmès en el material estudiat, obtenint valors menors comparat amb els formigons convencionals i similars al formigó lleuger amb argila expandida. / Gudiel Rodríguez, ER. (2017). Utilización de residuos de Neumáticos Fuera de Uso en conglomerantes con base cemento portland y de activación alcalina para uso en prefabricados de bajo coste económico y medioambiental [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/91231

Geopolímero é um material que possui boas propriedades físicas e químicas como resistência mecânica, resistência a ataque químico, material inerte depois de pronto, é de fácil obtenção, pois a sua base é uma argila, material abundante e de baixo custo. Muitos trabalhos são desenvolvidos com o geopolímero, como aplicações para pisos, cimentos, refratários, adesivos e isolamento acústico e térmico. O desenvolvimento do geopolímero é simples, são necessário um percussor que pode ser metacaulim ou argilas com quantidades aceitáveis de SiO2 e Al2O3, um ativador alcalino como NaOH, KOH ou silicato de sódio e aditivos se necessário para contribuir com algumas relações molares que devem ser atendidas para a formação do geoplímero. A formação do geopolímero ocorre através de reações de policondensação originando uma estrutura amorfa e até cristalina dependendo do processo. O uso de aditivos e agregados conferem características desejadas como melhor resistência mecânica, melhor capacidade de isolamento térmico ou acústico, melhor resistência química entre outros fatores. A execução foi a partir do metacaulim com o uso de NaOH e aditivos, a serragem e fibras de sisal ( algave sisalana ) para conferir maiores porosidades no geopolímero desenvolvido. O geopolímero desenvolvido gerou valores de resistência mecânica na ordem de 20 MPa em um tempo de cura de 11 dias, sua densidade variou de 1,0 a 2,5 g/ml, a porosidade volumétrica ficou na faixa de 25,0% a 47,0%, as concentrações utilizadas de NaOH foram entre 0,0 e 15,0 mol/Litro. Todos os dados foram compatíveis com dados verificados em literatura. / Geopolymer is a material that has good physical and chemical properties such as mechanical resistance, chemical etch resistance, inert material after ready, it is easy to obtain because its base is a clay, abundant material and low cost. Many jobs are developed with the geopolymer, such as floor applications, cements, refractories, adhesives and acoustic and thermal insulation. The development of the geopolymer is simple, a percussor is required which may be metakaolin or clays with acceptable amounts of SiO2 and Al2O3, an alkaline activator such as NaOH, KOH or sodium silicate and additives if necessary to contribute some molar ratios that must be met for the formation of the geoplímero. The formation of the geopolymer occurs through polycondensation reactions leading to an amorphous and even crystalline structure depending on the process. The use of additives and aggregates impart desired characteristics such as better mechanical strength, better thermal or acoustic insulation capacity, better chemical resistance among other factors. The execution was from metacaulim with the use of NaOH and additives, sawdust and sisal fibers (algae sisalana) to impart larger porosities in the developed geopolymer. The developed geopolymer generated values of mechanical strength in the order of 20 MPa in a cure time of 11 days, its density ranged from 1.0 to 2.5 gmL-1, the volumetric porosity was in the range of 25.0% to 47,0%, the concentrations of NaOH used were between 0.0 and 15.0 mol / Liter. All data were compatible with data verified in the literature.

Orientador: José Luiz Pinheiro Melges / Resumo: Atualmente, é vasta a quantidade de materiais estudados com potencial de substituir o cimento Portland em matrizes cimentícias, uma vez que a produção do mesmo é responsável pela emissão de grande quantidade de CO2, o que contribui drasticamente para o efeito estufa. Nesse contexto, os aglomerantes ativados alcalinamente são materiais que prometem qualidades similares ou superiores àqueles à base de cimento, porém produzidos com elementos menos agressivos ao meio ambiente. Neste trabalho, é realizado o estudo da aplicação de Cinza da Casca de Arroz (CCA) com Hidróxido de Sódio (NaOH) na produção de solução alcalina, para ativação do metacaulim, material este que já possui resultados positivos quando ativado com silicato de sódio, e outros ativadores obtidos comercialmente. A solução de CCA-NaOH é utilizada como substituta do silicato de sódio comercial, uma vez que, além de utilizar um resíduo em sua produção, dando a ele uma destinação adequada, observa-se uma significativa economia de energia, já que a produção de silicato de sódio demanda uma grande quantidade de energia para sua obtenção. Para que a solução de CCA-NaOH apresente potencial de ativar o metacaulim, é necessário manter tais materiais, por 24h em meio térmico, para que ocorra a dissolução da sílica do CCA. Utilizando-se a composição CCA-NaOH, foram elaborados 5 traços de argamassa com relações molares SiO2/NaOH iguais a 0.0; 0.4; 0.8; 1.2 e 1.6. Também foram elaborados outros 5 traços com as mesmas relações mo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nowadays, the amount of studied materials with the potential to replace Portland cement in cementitious matrices is extensive, since its production is responsible for the emission of a large amount of CO2, which contributes drastically to the greenhouse effect. In this context, alkali-activated binders are materials that promise qualities similar or superior to those based on cement, but produced with elements that are less aggressive to the environment. In this work, Rice Husk Ash (RHA) with sodium hydroxide (NaOH) are used to produce an alkaline solution for the activation of metakaolin, which has already positive results when activated with sodium silicate or others commercially available activators. The RHA-NaOH solution is used as a substitute for commercial sodium silicate, once in addition to use a residue in its production, giving it an adequate disposal, it works with the fact of saving energy, since the production of silicate of sodium consumes a large amount of energy for its obtainment. In order for the RHA-NaOH solution to have the potential to activate metakaolin, it is necessary to keep such materials for 24 hours in a thermal container in order to dissolve the silica from the CCA. Using the RHA-NaOH solution, 5 mixtures of mortar were prepared with SiO2 / NaOH molar ratios equal to 0.0; 0.4, 0.8, 1.2 and 1.6. Another 5 mixtures were prepared with the same molar ratios, but this time using commercial sodium silicate for comparison purposes. It was observed the ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1595008 bytes, checksum: 8cb0cd919ceaad29b00aa94f0f9a23ca (MD5) Previous issue date: 2013-11-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this study was to evaluate the adhesive characteristics of two kinds of geopolymers (G1 and G2) among five well known cements used in Dentistry: two conventional self-cure cements zinc phosphate (FZ), glass ionomer (IV) and three resin -based cements, one of them with light cure RelyX Veneer (RV) whereas the other two are dual cements RelyX ARC (RA) and RelyX U200 (RU), which is a self-adhesive product. Before the execution of the experiments themselves, forty-five non-carious molars were selected for afterwards analysis. The teeth were sectioned along the cervical line, and the crown was split along the mesial-distal line, creating 90 halves of teeth crowns. Each one was placed inside of the lumen of a segment of a regular 25mm PVC pipe. Once that was done, self-cure acrylic resin was poured into the pipes until the full submersion of the half crowns. Each block was transversally sliced, creating specimens in the shape of 2 mm thick discs. Thereupon, conic cavities were drilled into the dentin using a diamond bur. Ten samples were used for each cement and each geopolymer was used in twenty samples. These materials were inserted into these cavities, avoiding their overfill. Randomized 24h storage under relative wetness and room temperature for the selfcure cements and one sample of each geopolymer (G1u and G2u) was set. As a matter of comparison, other ten samples of the geopolymer (G1s and G2s) were stocked in a dry room, for the same period of time, so that it could be possible to analyze its adhesion without the wetness influence. Afterwards, the push-out experiments were made in a universal testing machine. The results were made under the ANOVA and Tukey tests, which showed that the best adhesive strength were showed by G2S and followed by G1S. Among the resin cements, RV obtained the best performance. G1u and G2u showed the lowest adhesive levels, without any relevant statistical differences between them. The conclusion is that the geological cements mechanical characteristics are promising, although they re very susceptible to wetness. The rational application of geopolymers in Dentistry must face an correction of is hidrosolubility, so that its clinical usage can reach a good effectiveness. / O objetivo deste trabalho foi avaliar as características adesivas de dois tipos de geopolímero (G1 e G2) frente a cinco cimentos odontológicos de uso consagrado: dois convencionais fosfato de zinco (FZ), ionômero de vidro (IV) e três resinosos, sendo um deles fotopolimerizável Relyx Veneer® (RV) , e os demais, dual - Relyx ARC® (RA) e Relyx U200® (RU), este último, autocondicionante. Previamente à execução dos ensaios, quarenta e cinco molares hígidos foram selecionados para estudo. Os elementos dentários foram seccionados na linha cervical, e a coroa foi dividida no sentido mésio-distal, gerando noventa hemi-coroas, que foram posicionadas na luz de um cano de PVC de 25mm de diâmetro. Nesse momento, elas foram incluídas em resina acrílica auto-polimerizável. Cada artefato foi desgastado, gerando um corpo de prova em forma de disco com 2mm de espessura. Em seguida, foram feitos preparos cavitários cônicos em dentina. Para cada cimento comercial, dez amostras foram utilizadas, e para os geopolímeros, vinte. Os compostos foram inseridos nesses preparos, evitando-se o extravasamento. Arbitrou-se um tempo de estocagem de 24 horas em condições de umidade relativa em temperatura ambiente para os cimentos comerciais e uma amostra de cada geopolímero (G1u e G2u). Para efeitos comparativos, outras dez amostras de cada geopolímero (G1s e G2s) foram armazenadas em ambiente seco durante o mesmo período, de modo a se conhecer suas adesões sem influência da umidade. A partir daí, foram executados ensaios de push-out em uma máquina universal. Os resultados foram submetidos aos testes de ANOVA e Tukey, que mostraram que as melhores resistências adesivas foram apresentadas por G2s, seguida por G1s. Dentre os cimentos convencionais, RV teve o melhor desempenho. G1u e G2u mostraram os níveis de adesão mais baixos, não tendo diferenças estatísticas entre si. Conclui-se que as características mecânicas dos cimentos geológicos se mostraram promissores, apesar de bastante susceptíveis à ação da umidade. O uso odontológico mais racional dos geopolímeros deve passar pela correção de seu caráter hidrossolúvel, de modo a se alcançar uma aplicabilidade clínica mais efetiva.

Orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima / Resumo: A constante preocupação com o meio ambiente, principalmente, em relação à emissão de gases de efeito estufa na atmosfera, é uma das grandes razões pelas quais pesquisadores buscam por aglomerantes alternativos ao cimento Portland. Associado a este fato, está também a geração e o manejo dos resíduos sólidos urbano e industriais. Neste sentindo, os aglomerantes ativados alcalinamente têm sido apontados como “os novos cimentos do futuro”, uma vez que proporcionam uma redução na emissão CO2 pelo menor consumo de cimento Portland e pelo potencial de absorção dos resíduos, já que estes tem sido muito empregado como precursores na produção dos aglomerantes ativados alcalinamente, além de apresentarem melhores propriedades que o cimento Portland. Diante disto, o objetivo desta pesquisa foi avaliar a viabilidade e os efeitos da utilização da cinza de lodo de esgoto (CLE) em geopolímeros à base de metacaulim. Sistemas binários compostos por metacaulim (MK) e CLE foram confeccionados e submetidos a diferentes condições de cura – temperatura ambiente (25°C) e banho térmico (65°C) usando como solução alcalina a mistura de NaOH e uma solução de silicato de sódio. A CLE foi empregada como substituição parcial do MK em proporções de 0-20%. As amostras foram avaliadas por difração de raios – X, microscopia eletrônica de varredura e por resistência à compressão. Os resultados mostraram a formação de zeólitas (Faujasita) nas amostras curadas em banho térmico, que provocou uma redução de até 16,... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Submitted by Danilo Bordan Istuque null (daniloistuque@gmail.com) on 2017-04-19T14:38:55Z No. of bitstreams: 1 Danilo - Dissertação_Versão Final.pdf: 2470053 bytes, checksum: 5127673dbd7df0cf93ae3c8e6b962c6a (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-19T17:04:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 istuque_db_me_ilha.pdf: 2470053 bytes, checksum: 5127673dbd7df0cf93ae3c8e6b962c6a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T17:04:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 istuque_db_me_ilha.pdf: 2470053 bytes, checksum: 5127673dbd7df0cf93ae3c8e6b962c6a (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A constante preocupação com o meio ambiente, principalmente, em relação à emissão de gases de efeito estufa na atmosfera, é uma das grandes razões pelas quais pesquisadores buscam por aglomerantes alternativos ao cimento Portland. Associado a este fato, está também a geração e o manejo dos resíduos sólidos urbano e industriais. Neste sentindo, os aglomerantes ativados alcalinamente têm sido apontados como “os novos cimentos do futuro”, uma vez que proporcionam uma redução na emissão CO2 pelo menor consumo de cimento Portland e pelo potencial de absorção dos resíduos, já que estes tem sido muito empregado como precursores na produção dos aglomerantes ativados alcalinamente, além de apresentarem melhores propriedades que o cimento Portland. Diante disto, o objetivo desta pesquisa foi avaliar a viabilidade e os efeitos da utilização da cinza de lodo de esgoto (CLE) em geopolímeros à base de metacaulim. Sistemas binários compostos por metacaulim (MK) e CLE foram confeccionados e submetidos a diferentes condições de cura – temperatura ambiente (25°C) e banho térmico (65°C) usando como solução alcalina a mistura de NaOH e uma solução de silicato de sódio. A CLE foi empregada como substituição parcial do MK em proporções de 0-20%. As amostras foram avaliadas por difração de raios – X, microscopia eletrônica de varredura e por resistência à compressão. Os resultados mostraram a formação de zeólitas (Faujasita) nas amostras curadas em banho térmico, que provocou uma redução de até 16,8% na resistência à compressão das argamassas ativadas alcalinamente. No entanto, a presença de CLE ofereceu uma menor redução da resistência à compressão das argamassas (9,1%). Além disso, à temperatura ambiente, foram obtidas resistências à compressão similares tanto para as argamassas com MK (28,8 MPa) quanto para as argamassas com MK e CLE (27,9 MPa). Portanto, de acordo com os resultados obtidos nesta pesquisa, a CLE é um precursor mineral não-convencional com potencial para a produção de geopolímeros via substituição parcial do MK. / One of the explanations for the increases research numbers about the alternative binders to Portland cement is the concern about the environment, especially in relation to the emission of greenhouse gases in the atmosphere. Moreover, the generation and management of urban solid waste and industrial are another concern about the environment. In this sense, alkali-activated binders have been denominated as "the future cements". Alkali-activated binders provide a reduction in CO2 emissions due to lower consumption of Portland cement and the waste absorption potential. The aims of this research were to evaluate the feasibility and effects of sewage sludge ash (SSA) on metakaolin-based geopolymer mortars. Binary systems metakaolin/SSA were prepared and exposed to different curing conditions - room temperature (25 °C) and thermal bath (65 °C). The alkaline solution of NaOH and sodium silicate was used for the preparation of geopolymer mortars. SSA was used in partial replacement of MK to 020% proportions. The samples were evaluated by X - ray diffraction of, scanning electron microscopy and compressive strength. The results showed the formation of zeolites (faujasite) in cured samples in a thermal bath, which caused a decrease of 16,8% in the compressive strength of alkali-activated mortars. However, the presence of SSA caused a lower reduction in the compressive strength of mortars (9,1%). In addition, at room temperature, similar mechanical strength was achieved for both MK and MK/SSA geopolymer mortar (28,8 MPa and 27,9 MPa, respectively. Therefore, according to the results presented in this study, the SSA is a suitable non-conventional mineral precursor for replacement of MK in geopolymer production.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-22T13:30:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Géssica Batista.pdf: 4335597 bytes, checksum: 62909b0c2d9fe397881952f9f2118d70 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-22T13:31:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Géssica Batista.pdf: 4335597 bytes, checksum: 62909b0c2d9fe397881952f9f2118d70 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-22T13:31:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Géssica Batista.pdf: 4335597 bytes, checksum: 62909b0c2d9fe397881952f9f2118d70 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-22T13:31:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Géssica Batista.pdf: 4335597 bytes, checksum: 62909b0c2d9fe397881952f9f2118d70 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the process of water treatment for public supply, which is made in the water treatment plants (WTPs), a waste conventionally called sludge is formed. As in the soil, the main components of WTP sludge are silicon (Si), aluminum (Al) and iron (Fe). This composition allowed to suggest that this waste could be used in the production of inorganic polymers - the geopolymers. While conventional polymers are formed by carbon structures, geopolymers are composed of Si and Al structures. They are obtained by dissolving aluminosilicates materials in highly alkaline solution. Among the possible applications, they can be used as pastes, mortars and concretes, in replacement of Portland cement, which is the most used binder in civil construction worldwide. To verify the suitability of the sludge as a geopolymer precursor, this waste was properly benefited by means of mechanical grinding and calcination at 750 °C for 6 hours, being characterized before and after its processing. The results of chemical and mineralogical analyzes proved the adequacy of calcined WTP sludge as a geopolymeric raw material. To check the influence of the sources of raw water abstraction intake on the WTP sludge characteristics and consequently in the properties of materials produced from sludge-based, samples of this waste were collected under the influence of two different water sources. With these samples it produced of two geopolymeric mortars. The final products were properly characterized and the results proved that regardless of the peculiarities of water sources, WTP sludge can be used as a geopolymeric raw material. In the thermal tests the two mortars produced showed indications of refractory bahavior and have been free of calcium hydroxide, therefore, it can be inferred that they are free matrices of deleterious actions of this compound. In the mechanical tests, at 28 days of cure, they reached mechanical strengths of 57 and 79 MPa, on average. Some results evidenced the need for improvements in the formulation of mortars, but in general, it was verified that the use of WTP sludge as a geopolymer precursor material is a very promising alternative for the destination of this waste, making it valuable and useful product for society. / No processo de tratamento de água para abastecimento público, realizado em estações de tratamento de água – ETAs, gera-se um resíduo convencionalmente chamado de lodo. Da mesma forma que acontece no solo, os principais constituintes do lodo de ETA são o silício (Si), o alumínio (Al) e o ferro (Fe). Tal composição permitiu sugerir que este resíduo poderia ser usado na produção de polímeros inorgânicos – os geopolímeros. Enquanto os polímeros convencionais são formados por estruturas de carbono, geopolímeros são constituídos de estruturas de Si e Al. São obtidos através da dissolução de materiais aluminossilicatos em solução altamente alcalina. Dentre as possíveis aplicações, podem ser empregados como pastas, argamassas e concretos, em substituição ao cimento Portland, o material ligante mais utilizado mundialmente na construção civil. Para verificar a adequação do lodo de ETA como material precursor geopolimérico, este resíduo foi devidamente beneficiado por meio de moagem mecânica e calcinação a 750 ° C por 6 horas, sendo caracterizado antes e após seu beneficiamento. Os resultados de análises químicas e mineralógicas comprovarem a adequação do lodo de ETA calcinado como matéria-prima geopolimérica. A fim de avaliar a influência dos mananciais de captação de água bruta nas características do lodo de ETA e, consequentemente, nas propriedades de materiais produzidos à base deste resíduo, foram coletadas amostras de lodo sob influência de dois diferentes mananciais. Com estas amostras produziu-se duas argamassas geopoliméricas. Os produtos finais foram devidamente caracterizados e os resultados comprovaram que, independentemente das peculiaridades dos mananciais, o lodo de ETA pode ser utilizado como material precursor geopolimérico. Nos ensaios térmicos, as duas argamassas produzidas exibiram indícios de comportamento refratário e se mostraram isentas de hidróxido de cálcio, portanto, pode-se inferir que são matrizes livres das ações deletérias ocasionadas por este composto. Nos ensaios de resistência mecânica, aos 28 dias de cura, atingiram 57 e 79 MPa, em média. Alguns resultados evidenciaram a necessidade de melhorias na formulação das argamassas, mas de uma forma geral, constatou-se que o aproveitamento do lodo de ETA como matéria-prima geopolimérica é uma alternativa bastante promissora para a destinação deste resíduo, podendo torná-lo um produto com valor agregado e útil para a sociedade.

[EN] Unquestionably, the industry of Portland cement is in the midst of a major identity crisis because its manufacture is incompatible with the improvement of sustainable development, due to the large volumes of CO2 emitted, energy consumption, use of fossil fuels as well as factors related to the durability of Portland cement concrete. That is why today, there are numerous studies on possible alternatives to the use of Portland cement, among which are the alkali activated or geopolymer binders. These materials can incorporate in its development waste from various sources such as the petrochemical, agricultural, steel and even allows the reuse of various waste from the construction industry, while minimizing CO2 emissions and energy consumption in its preparation. In the manufacture of these alkali activated binders is also commonly used as activator solution mixtures of sodium hydroxide and waterglass. This product is expensive and can be environmentally unfriendly. That is why, must investigate new sources of waterglass with a lower economic and environmental cost. In the research it conducted a study on reuse two waste from different sources in the preparation of alkali activated binders for later use in construction. One is the spent catalyst catalytic cracking (FCC), from the petrochemical industry. It is the aluminosilicate material necessary for carrying out the process of geopolymerization. The second residue is the rice husk ash (RHA) in its original state and also ground, from the agricultural industry and is the source of silica needed to prepare the alkaline activator (instead of waterglass) with a material of high alkalinity. First, a physicochemical characterization of the two main waste and other materials are made. Then, a study on the different thermochemical treatments applied to the rice husk ash and NaOH to achieve the synthesis of alternative waterglass it is performed. Alkali activated pastes and mortars based on FCC have been prepared, both commercial waterglass as synthesized from the RHA, evaluating the influence of the type of treatment used in the preparation of alkaline activator on the pastes microstructure and the mechanical strength of mortars. The influence of the use of KOH in the manufacture of activator with rice husk ash or on the microstructure and mechanical properties of alkali activated pastes and mortars is analyzed. They have been made activated binders with the mixture of rice husk ash/ sodium hydroxide, using as an aluminosilicate material other waste different from FCC, such as blast furnace slag or ceramic bricks and even carbonated hydrated cement from the fine fraction of demolition waste. In the final chapter of the thesis, the results obtained in the manufacture of a geopolymeric concrete. It can be concluded that the aluminosilicate based geopolymer with FCC with an activator made from rice husk ash, have similar or superior properties to those made from commercial waterglass. This opens new ways for its use as an alternative, with lower economic and environmental cost. They are binders where the matrix is made almost entirely from waste, making them more sustainable materials. / [ES] Es incuestionable, que la industria del cemento Portland se encuentra en medio de una importante crisis de identidad, ya que su fabricación es incompatible con la mejora de un desarrollo sostenible, debido a los grandes volúmenes de CO2 emitidos, al consumo de energía, al uso de combustibles fósiles y también a factores relacionados con la durabilidad de hormigones de cemento Portland. Es por ello que en la actualidad, existen numerosos estudios acerca de las posibles alternativas al uso del cemento Portland, entre las que se encuentran los conglomerantes activados alcalinamente o geopolímeros. Estos materiales permiten incorporar en su elaboración numerosos residuos de diversa procedencia como la industria petroquímica, agrícola, siderúrgica e incluso permite la reutilización de diversos residuos procedentes de la industria de la construcción, además de minimizar las emisiones de CO2 y los consumos de energía en su elaboración. En la fabricación de estos conglomerantes activados alcalinamente se suele usar también, como disolución activadora mezclas de hidróxido sódico y silicato sódico, este último producto es costoso y puede llegar a ser medioambientalmente no amigable. Es por eso, que hay que investigar nuevas fuentes de silicato sódico con un menor coste económico y medioambiental. En la investigación realizada se presenta un estudio sobre la reutilización de dos residuos de distinta procedencia en la elaboración de los conglomerantes activados alcalinamente para su posterior uso en la construcción civil. Uno de ellos es el catalizador gastado de craqueo catalítico (FCC), procedente de la industria petroquímica que se trata del material silicoaluminoso necesario para llevar a cabo el proceso de geopolimerización. El segundo residuo es la ceniza de cáscara de arroz (CCA) tanto en su estado original como molido, procedente de la industria agrícola y que constituye la fuente de sílice necesaria para la elaboración del activador alcalino (en lugar de silicato sódico) junto con un material de elevada alcalinidad. En primer lugar, se ha realizado una caracterización físico-química de los dos residuos principales, así como de otros materiales utilizados para la realización de la presente Tesis Doctoral. Seguidamente se realiza un estudio sobre los diferentes tratamientos térmicos aplicados a la mezcla de la ceniza de cáscara de arroz y el NaOH para lograr la síntesis del silicato de sodio alternativo. Se han elaborado pastas y morteros activados alcalinamente basados en FCC, tanto con silicato de sodio comercial como con el sintetizado a partir de la CCA, evaluando la influencia del tipo de tratamiento utilizado en la elaboración del activador alcalino sobre la microestructura de las pastas y de la resistencia mecánica de los morteros. A continuación, se ha analizado la influencia del uso del KOH en la fabricación del activador con ceniza de cáscara de arroz sobre la microestructura y propiedades mecánicas de las pastas y morteros activados alcalinamente. Se han fabricado conglomerantes activados con la mezcla ceniza de cascara de arroz/hidróxido sódico, utilizando como base silicoaluminosa otro tipo de residuos distintos del FCC, como escoria de alto horno o residuos cerámicos de ladrillos y cemento hidratado carbonatado procedente de la fracción fina de los residuos de demolición. En el capítulo final de la tesis doctoral se muestran los resultados obtenidos en la fabricación de un hormigón geopolimérico. Se puede concluir que los geopolímeros con base silicoaluminosa de FCC con un activador fabricado a partir de ceniza de cáscara de arroz, presentan prestaciones similares o superiores a los fabricados a partir de silicato sódico comercial. Este hecho abre nuevas vías para su uso como alternativa, con un menor coste económico y medioambiental. Se trata de conglomerantes donde la matriz está fabricada prácticamente en su totalidad a partir de residuos, / [CA] És inqüestionable, que la indústria del ciment Pòrtland es troba enmig d'una important crisi d'identitat, ja que la seua fabricació és incompatible amb la millora d'un desenvolupament sostenible, a causa dels grans volums de CO2 emesos, el consum energètic, l'ús de combustibles fòssils i també a factors relacionats amb la durabilitat de formigons de ciment Pòrtland. És per això que en l'actualitat, hi ha nombrosos estudis sobre possibles alternatives a l'ús del ciment Pòrtland, entre les que es troben els conglomerants activats alcalinament, també anomenats geopolímers. Estos materials permeten incorporar en la seua elaboració nombrosos residus de diversa procedència, com la indústria petroquímica, agrícola, siderúrgica i fins i tot permeten reutilitzar diversos residus procedents de la indústria de la construcció, a més de minimitzar les emissions de CO2 i els consums d'energia en la seua elaboració. En la fabricació d'estos conglomerants activats alcalinament sol utilitzar-se també, com a dissolució activadora, mescles d'hidròxid sòdic i silicat sòdic, este últim producte és costós i pot arribar a ser mediambientalment no amigable. És per això que cal investigar noves fonts de silicat sòdic amb un menor cost econòmic i mediambiental. En la investigació realitzada es presenta un estudi sobre la reutilització de dos residus de distinta procedència en l'elaboració dels conglomerants activats alcalinament per al seu posterior ús en la construcció civil. Un d'ells és el catalitzador gastat de craqueig catalític (FCC), procedent de la indústria petroquímica, que es tracta del material silicoaluminós necessari per a portar a terme el procés de geopolimerització. El segon residu és la cendra de corfa d'arròs (CCA), tant en el seu estat original com mòlt, procedent de la indústria agrícola i que constitueix la font de sílice necessària per a l'elaboració de l'activador alcalí (en compte de silicat sòdic) junt amb un material d'elevada alcalinitat. En primer lloc, s'ha realitzat una caracterització fisicoquímica dels dos residus principals, així com d'altres materials utilitzats per a la realització de la present Tesi Doctoral. A continuació es realitza un estudi sobre els diferents tractaments termoquímics aplicats a la cendra de corfa d'arròs i al NaOH per tal d'aconseguir la síntesi del silicat de sodi alternatiu. S'han elaborat pastes i morters activats alcalinament basats en FCC, tant amb silicat de sodi comercial com amb el sintetitzat a partir de la CCA, avaluant la influència del tipus de tractament utilitzat en l'elaboració de l'activador alcalí sobre la microestructura de les pastes i de la resistència mecànica dels morters. S'analitza la influència de l'ús del KOH en la fabricació de l'activador amb cendra de corfa d'arròs o sobre la microestructura i propietats mecàniques de les pastes i morters activats alcalinament. S'han fabricat conglomerants activats amb la mescla cendra de corfa d'arròs/hidròxid sòdic, utilitzant com a base silicoaluminosa un altre tipus de residus distints de l'FCC, com l'escòria d'alt forn o residus ceràmics de rajoles, i fins i tot ciment hidratat carbonatat procedent de la fracció fina dels residus de demolició. En el capítol final de la tesi doctoral es mostren els resultats obtinguts en la fabricació d'un formigó geopolimèric. Es pot concloure que els geopolímers amb base silicoaluminosa d'FCC amb un activador fabricat a partir de cendra de corfa d'arròs, presenten prestacions semblants o superiors als fabricats a partir de silicat sòdic comercial. Este fet obri noves vies per al seu ús com a alternativa, amb un menor cost econòmic i mediambiental. Es tracta de conglomerants on la matriu està fabricada pràcticament en la seua totalitat a partir de residus, la qual cosa els fa ser materials més sostenibles. / Bouzón Orgeira, N. (2015). ACTIVADORES ALCALINOS ALTERNATIVOS A PARTIR DE LA CENIZA DE CÁSCARA DE ARROZ PARA LA PREPARACIÓN DE GEOPOLÍMEROS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54126