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Previous issue date: 2004-12-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / It is great the interest for materials synthesized at room temperature
because they represent an alternative for the current problems of energy. The
class of magnesia phosphate cements belongs to this group, being mouldable
ceramics that combine low density and good mechanical strength in a short
period of time. The main disadvantage of these materials resides in their cost,
even high if compared to Portland cement. The calcination stage of the
magnesium oxide (MgO), necessary due to the high reactivity of that oxide with
phosphates, is especially costly, besides the need of the addition of retardants
to increase the setting time of these cements. The present work aimed to study
forms of increasing the setting time of these cements and to evaluate
alternatives to decrease the calcination temperature of MgO powders.
Techniques such as X ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electronic
microscopy, Hg porosimetry, He picnometry, and analyses of particle size
distribution, specific surface area, apparent density and compression strength
were used for the characterization of the calcined MgO powders and the
cements. In a scientific-technological point of view, the main contribution of this
work was the use of both liquid phase former additives and the microwave
radiation for the calcination of MgO. In these conditions powders with
appropriate particle size distributions and low specific surface areas were
produced, which led to cements with longer reaction time and high mechanical
strength. The microwave assisted calcination of MgO powders at 900 oC, with
microwave absorbing raw materials, resulted in cements with superior
properties when compared to those ones produced with powders calcined in
conventional furnaces at 1100 oC. Another advantage was a heating rate five
times faster and the temperature dwell four times shorter than those ones used
in conventional firing. Such facts demonstrate the promising use of additives
and the microwave firing to decrease the temperature of calcination of MgO and
optimize the properties of magnesia phosphate cements. / É grande o interesse por materiais sintetizados a temperatura ambiente,
pois representam uma alternativa para os atuais problemas de energia. Deste
grupo faz parte a classe dos cimentos de fosfato de magnésio, cerâmicas
moldáveis que combinam baixa densidade e boa resistência mecânica em
curtos intervalos de tempo. A principal desvantagem destes materiais reside
em seu custo, ainda elevado se comparado ao cimento Portland. A etapa de
calcinação do óxido de magnésio (MgO), necessária devido a elevada
reatividade desse óxido com fosfatos é sobretudo onerosa, sem falar da
necessidade da adição de retardantes afim de aumentar o tempo de pega
destes cimentos. O presente trabalho teve como objetivos estudar formas de se
aumentar o tempo de pega destes cimentos, e avaliar alternativas para se
diminuir a temperatura de calcinação do MgO. Para tanto foram utilizadas as
técnicas de difratometria de raios X, espectroscopia de infravermelho,
microscopia eletrônica de varredura, porosimetria de Hg, picnometria de He, e
medidas de distribuição de tamanhos de partículas, área superficial específica,
densidade aparente e resistência mecânica a compressão para caracterização
dos pós de MgO e dos cimentos. Sob o ponto de vista cientifico-tecnológico, a
principal contribuição deste trabalho foi o emprego tanto de aditivos formadores
de fase líquida quanto do forno de microondas para a calcinação do MgO.
Nessas condições foram obtidos pós com adequada distribuição de tamanhos
de partículas e baixa área superficial, que levaram a cimentos com maior
tempo de reação e alta resistência mecânica. A calcinação do MgO em
microondas à 900 oC, na presença de matérias primas absorvedoras desta
radiação, resultou em cimentos com propriedades superiores aos obtidos com
pós calcinados em forno convencional em temperaturas da ordem de 1100 oC.
Outra vantagem foi a utilização de uma taxa de aquecimento cinco vezes maior
e um tempo de patamar quatro vezes menor comparada à queima
convencional. Tal fato vem a demonstrar o uso promissor da aditivação e da
queima em forno de microondas para a diminuição da temperatura de
calcinação do MgO e otimização das propriedades dos cimentos de fosfato de
magnésio.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/702 |
| Date | 20 December 2004 |
| Creators | Paula, Gustavo Rocha de |
| Contributors | Morelli, Márcio Raymundo |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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