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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27905| Título: | Compósitos para a construção civil com base em resíduos industriais dos processos de mineração de ferro, papel e celulose, entulhos e produção de cal |
| Título(s) alternativo(s): | Composites for civil construction based on industrial waste from iron ore processing, pulp and paper mill, construction and demolition debris, and lime production |
| Autor(es): | Rolim, Paulo Henrique Borba |
| Orientador(es): | Mymrine, Vsevolod |
| Palavras-chave: | Construção sustentável Agregados (Materiais de construção) Resíduos industriais Microestrutura - Análise Rejeitos (Metalurgia) Resíduos como material de construção Reaproveitamento (Sobras, refugos, etc.) Sustainable construction Aggregates (Building materials) Factory and trade waste Microstructure - Analysis Tailings (Metallurgy) Waste products as building materials Recycling (Waste, etc.) |
| Data do documento: | 17-Mar-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | ROLIM, Paulo Henrique Borba. Compósitos para a construção civil com base em resíduos industriais dos processos de mineração de ferro, papel e celulose, entulhos e produção de cal. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | A utilização de resíduos industriais na composição de materiais para construção civil é uma excelente alternativa para mitigação dos problemas que surgem com a geração desses resíduos. A intervenção humana na natureza tem causado danos ao ambiente, tais como o aquecimento global, contaminação dos lençóis freáticos, espalhamento de doenças, dentre outros, que são agravados pelo descarte irresponsável de resíduos industriais. As indústrias da construção civil, beneficiamento de minério de ferro, produção de papel e celulose e produção de cal apresentam destaque nesse cenário devido ao elevado volume de produção de resíduos e dos problemas socioambientais que costumam causar, como exemplo os incidentes que ocorreram em barragens de armazenamento de rejeitos da mineração do ferro nas cidades de Mariana e Brumadinho (MG). Grandes volumes de trabalhos têm sido publicados visando a reutilização dos resíduos industriais para reduzir a exploração de recursos naturais. Há estudos de aplicação dos resíduos citados como agregados para concretos, produção de cimentos, tijolos e blocos, misturas asfálticas, geopolímeros, dentre outros, na maior parte dos casos com uso de cimento Portland. Este trabalho aborda a produção de compósitos com diferentes teores entre resíduos das indústrias mencionadas sem adição de cimento Portland. São 35 composições compactadas nas dimensões de 20 mm de diâmetro por 20 mm de altura em um molde cilíndrico metálico, curadas nas condições ambientes para a avaliação das variações dimensionais, absorção de água, resistência à compressão uniaxial, e massa específica unitária. Em quatro composições selecionadas foram investigadas as alterações mineralógicas por DRX, microestruturais por MEV e mapeamento microquímico por EDS. Os resultados apontam para a possibilidade de utilização desses compósitos como materiais para construção civil, com ganho de resistência mecânica variando até 21 MPa, discretas variações dimensionais, teores aceitáveis de absorção de água (entre 18 e 26%), e segurança na contaminação externa por eventuais metais presentes. As melhorias nas propriedades avaliadas são atribuídas às mudanças microestruturais, com dissociação de elementos de silício, cálcio, alumínio, enxofre. Alterações de ordem mineralógica como o consumo de portlandita, periclásio e dolomita, e a formação de brucita, etringita e cristobalita também foram observadas e relacionadas ao desenvolvimento da microestrutura em ambiente alcalino. |
| Abstract: | The use of industrial waste in construction materials is an excellent mitigating alternative for the problems that arise with these residues generation. Human intervention in nature has damaged the environment, such as global warming, groundwater contamination, diseases spread, among others, which get worse by the reckless industrial waste disposal. The civil construction, iron ore processing, pulp and paper production and lime production industries stand out in this scenario due to the high volume of waste production and the sócio-environmental problems they usually cause, such as the incidents that occurred in storage of iron mining tailings in the cities of Mariana and Brumadinho (MG). There are large volumes of published papers with the intention of reusing industrial waste in order to reduce the exploitation of natural resources, including the application of that mentioned residues as concrete aggregates, cement production, bricks and blocks, asphalt mixtures, geopolymers, among others, in most cases with the use of Portland cement. This work deals with composites production in different contents of mentioned wastes without cement Portland addition. There are 35 proposed compositions compacted in the dimensions of 20 x 20 mm (diameter x height), in a metallic cylindrical mold, cured under ambient conditions for the assessment of dimensional variations, water absorption, uniaxial compressive strength, and specific mass. Four selected compositions were investigated for mineralogical changes by XRD, microstructural changes by SEM, microchemical mapping by EDS. The results point to the possibility of using these composites as materials for civil construction, with mechanical strength gains varying up to 21 MPa, discrete dimensional variations, acceptable levels of water absorption (between 18 and 26%), and safety in external contamination by any metals present. The improvements in the evaluated properties are due the microstructural changes, with the dissociation of elements of silicon, calcium, aluminum and sulfur. Mineralogical alterations such as the consumption of portlandite, periclase and dolomite, and the brucite, ettringite and cristobalita formation were also observed and related to the microstructure development in alkaline environment. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27905 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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