A exploração de itabirito do minério de ferro para a indústria siderúrgica gera, entre outros, milhares de toneladas diárias de resíduo de arenoso. As características físicas e químicas homogêneas deste material, o faz atraente como matéria-prima para diversas indústrias, incluindo a fabricação de artefatos de cimento. Um aspecto importante para a sustentabilidade deste segmento é o uso racional dos recursos naturais e o aumento da durabilidade do produto final. Este trabalho visa o desenvolvimento e o estudo comparativo das propriedades de argamassas contendo resíduo arenoso do itabirito e areia natural. Inicialmente o resíduo arenoso foi analisado, caracterizado e, de acordo com normas ambientais, classificado como inerte (Classe II B). Argamassas foram feitas usando a areia natural e resíduo de arenoso, seguindo o planejamento fatorial 23 para o estudo dos agregados, e 2x4 para o estudo dos fluidificantes. Os fatores estudados foram a relação água / cimento (a / c), o tipo de cimento e o proporção cimento:agregado. Os testes foram realizados, nas argamassas frescas e endurecidas, para determinar propriedades como viscosidade, tempo de pega, porosidade, densidade, resistência à compressão, etc. Estas propriedades foram analisadas em relação aos fatores definidos, utilizando ferramentas estatísticos ANOVA e t-student com amostras emparelhadas. A relação entre estas propriedades foi verificada através de um estudo realizado correlacionando-as duas a duas. Em alguns casos os resultados usando o resíduo arenoso não seguiram a tendência esperada, de acordo com a literatura para as argamassas com areia natural. Os dados do teste de carbonatação indicaram que as argamassas com resíduo arenoso devem ser preferencialmente utilizadas em estruturas não armadas, por exemplo, em calçadas. A partir da análise dos resultados de todas as propriedades, a formulação com cimento CP V, proporção cimento:resíduo = 1:2 e relação água / cimento = 0,80 apresentou boa trabalhabilidade e tempo de pega adequado, sendo selecionada como base para os testes em escala piloto. Além disso, a densidade, 2,05 g.cm-3, e a resistência à compressão, 19,2 MPa, dos produtos sugerem a sua utilização como artefatos para construção. Testes com 300 dias de alguns espécimes evidenciaram a estabilidade do produto final.
Finalmente, com este trabalho construiu-se a base para os estudos de demonstração em escala piloto e de viabilidade econômica da cimentação deste resíduo. / The exploitation of itabirite from iron ore for the steel industry generates about thousands of tons daily of sandy waste, among others. The homogeneous physical and chemical characteristics of this material make it attractive as a raw material for different industries, including the cement artifact manufacture. An important aspect for the sustainability of this segment is the rational use of natural resources and the increase of product durability. This work aims the development and the comparative study of mortars properties containing sandy waste from itabirite and natural sand. Initially the sandy waste was analyzed, characterized and, according to environmental standards, classified as inert (Class IIB). Mortar was made using the natural sand and the sandy waste, following the 23 factorial design for the aggregate study, and 2x4 for the admixture study. The factors studied were the water / cement ratio (a / c), the type of cement and the cement:aggregate proportion. Tests were performed in fresh and hardened mortar to determine properties such as viscosity, setting time, porosity, density, compressive strength etc. These properties were analyzed in relation to the defined factors, using statistical tools ANOVA and t-student. The relationship between these properties was verified through a study carried out correlating them two by two. In some cases the results from using sandy waste did not follow the expected trend that was presented in the literature for the mortar using natural sand. The data from carbonation test showed that mortar with sandy waste should be preferably used in structures without steel, for example, in sidewalks. From the analysis of the results of all properties, the Formulation with the cement CP V, cement: waste proportion = 1:2, and water / cement ratio = 0.80 showed good workability and setting time appropriate, therefore it was selected as basis for tests in pilot scale. Additionally, the density, 2.05 g.cm-3, and compressive strength 19.2 MPa of the final product are suitable for their use as artifacts to construction. Tests for 300 days of some specimens evidenced the stability of the final products. Finally this work has built the base for the studies of pilot plant scale and the economical viability of the waste sandy cementation process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:104 |
| Date | 03 March 2011 |
| Creators | Schubert Soares Pereira Júnior |
| Contributors | Clédola Cássia Oliveira de Tello, Carlos Antônio de Morais, Vanessa de Freitas Cunha Lins |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTMI - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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