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Previous issue date: 2006-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / It s known that foundry sand residue generates an onus due its management and final disposition. In order to minimize costs, many works have shown its technical and environmental viability as raw material in concrete/mortar production. Some of these works showed that the residue can modify the microstructures of cement paste, but none of them makes a deepened study of its influence in cement hydration. Therefore, the aim of this work was to investigate the influence of bentonite and coal powder, contained in foundry sand composition, in Portland cement hydration process. The raw materials were characterized through physical, thermal and microstructural analysis. It was performed samples of pure cement and samples of cement with the mixtures in weight: cement with 1
wt% of bentonite and 0.2 wt% of coal powder, cement with 15 wt% and 30 wt% of bentonite, cement with 15 wt% and 30 wt% of coal powder, cement with 7,5 wt% of bentonite plus 7,5 wt% of coal powder, and cement with 15 wt% of bentonite plus 15 wt%
of coal powder. The materials were investigated by differential thermal analyses (DTA), termogravimetric analyses (TGA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) after 1, 3, 7, 14 and 28 days of cure in alkaline water. The total agingperiod included a cure of 24 hours in natural air before the cure in water. The results
showed that the incorporation of bentonite and/or coal powder influenced the cement hydration reactions. The presence of bentonite in cement pastes provides the formation of
hydrated silicates higher in Si/Ca ratio changing its stequiometry and improving its crystallization, i.e. crystallization of C-S-H phases. The dissolution of certain chemical elements present in the bentonite, as well as the dissolution of sulfur present in the coal powder, increases the nucleation and growth of ettringite crystals. The analysis, carried out
on the samples, also showed that the coal powder is not completely dissolved in the cement
paste in mixtures with concentrations equals or over 7.5 wt%, while for the bentonite there
are evidences of its partial presence in the cement paste in mixtures with concentrations equals or over 15 wt%. / Alguns trabalhos já realizados com adição de areia de fundição em argamassas e concretos mostraram que a incorporação do resíduo pode modificar a microestrutura da pasta de cimento, mas nenhum deles faz um estudo mais aprofundado da influência do resíduo na hidratação do cimento. Portanto, este trabalho teve por objetivo investigar a influência da bentonita e do pó de carvão, presentes na composição da areia de fundição, no processo de hidratação do cimento Portland. As matérias-primas foram caracterizadas por meio de análises física, térmica e microestrutural. Foram feitos corpos-de-prova com cimento sem resíduo que foram tomados como referência (amostra padrão), e corpos-deprova com as seguintes concentrações em peso: cimento com 1 %p de bentonita mais 0,2 %p de pó de carvão, cimento com 15 %p e 30 %p de bentonita, cimento com 15 %p e 30 %p de pó de carvão, cimento com 7,5 %p de bentonita mais 7,5 %p de pó de carvão e 15 %p de bentonita mais 15 %p de pó de carvão. Os corpos-de-prova dos compósitos foram investigados por análise térmica diferencial (ATD), termogravimétria (TG), difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV) após 1, 3, 7, 14 e 28 dias de hidratação em água alcalina. A cura em água foi precedida por cura de 1 dia (24 horas) ao ar atmosférico em ambiente fechado. Da análise geral dos resultados pode-se constatar que a incorporação de bentonita e pó de carvão influenciaram na reação de hidratação do cimento. A presença da bentonita na pasta de cimento altera a relação Si/Ca influenciando na estequiometria dos silicatos hidratados e na cristalização das fases C-S-H. A dissolução de certos elementos químicos presentes na bentonita, assim como a dissolução do enxofre presente no pó de carvão, favorecem a formação de cristais de etringita. As análises realizadas também mostraram que o pó de carvão não se dissolve completamente a partir de 7,5 %p enquanto que para a bentonita têm-se evidências de sua presença parcial na pasta de cimento a partir de 15 %p.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/1696 |
| Date | 27 July 2006 |
| Creators | Nascimento, Marcio Rogério |
| Contributors | Gemelli, Enori |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais, UDESC, BR, Ciência dos Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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