Desenvolvimento de agregados leves a partir de resíduo de scheelita, lodo de esgoto e cinza da casca do arroz
The use of lightweight aggregates (LWAs) is a consolidated practice in the construction industry. Its characteristics are relevant to various engineering services. However, commercial manufacture of this product is still quite limited. Brazil, for example, has only one LWA factory, located in the...
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| Outros Autores: | |
| Formato: | Dissertação |
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| Publicado em: |
Brasil
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| Assuntos: | |
| Endereço do item: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28162 |
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Agregado leve Resíduo da produção de scheelita Lodo de esgoto Cinza da casca do arroz Reutilização CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL Souza, Maelson Mendonça de Desenvolvimento de agregados leves a partir de resíduo de scheelita, lodo de esgoto e cinza da casca do arroz |
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The use of lightweight aggregates (LWAs) is a consolidated practice in the construction
industry. Its characteristics are relevant to various engineering services. However, commercial
manufacture of this product is still quite limited. Brazil, for example, has only one LWA
factory, located in the state of Sao Paulo. Over the years, the use of expandable clays has been
supporting national production; however, the gradual scarcity of natural resources requires the
use of more sustainable practices. Thus, this research aims to develop LWAs suitable for use
in engineering works and services, from the use of scheelite residue (RPS), sewage sludge
(SS), and rice husk ash (RHA), replacing two distinct types of clay. Recent studies have
shown that the production of these three wastes is increasing in several countries. However, in
opposition to this scenario, the control agencies have been increasing the strictness of
environmental laws, making various traditional methods of disposal unfeasible. Thus, this
research can help in the preservation of natural resources and in reducing the environmental
impacts caused by such residues. Specifically, we also sought to establish comparative
analysis between manufactured and commercially available LWAs, and to evaluate the effects
of sintering temperature and raw materials on the properties of sustainable LWAs. All the raw
materials were benefited and later analyzed by laser granulometry, scanning electron
microscopy (SEM), X-ray fluorescence (FRX), X-ray diffraction (XRD) and simultaneous
thermal analysis (STA). Then 50 distinct mixtures were formulated from the substitution of
clay for up to 100% of residues. The samples were dried and then sintered at 1100, 1150,
1200 and 1250 ° C. The manufactured aggregates were then characterized by analysis of
swelling index (BI), mass loss (LOI), particle density (ρd), water absorption (WA24H), crush
strength (S), mineralogical composition, thermogravimetric behavior and microstructure.
Finally, the feasibility of using manufactured LWAs was evaluated by comparative analysis
with commercial LWAs. The resulting aggregates showed a maximum (BI) of 77.44%, (LOI)
of up to 43.6%, (ρd) ranging from 0.63 to 2.01 g / cm³, (WA24H) of a minimum of 0.7%. and
(S) up to 17.3 MPa. In all, 102 specimens have demonstrated properties at least similar to
those found in commercial LWAs, showing the possibility of use in at least 1 major
application of this product in engineering works and services. The results obtained in this
experimental program reveal that it is technically feasible to use RPS, SS and RHA to
produce lightweight aggregates with properties suitable for major commercial LWA
applications. In addition, it was found that sintering temperature and raw material proportions exert a strong influence on the main properties of LWAs, and that the prediction of swelling
based on the chemical composition of the mixtures proved to be unreliable when applied to
elaborated LWAs. with RPS, SS and RHA. |
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Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos |
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Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos Souza, Maelson Mendonça de |
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Thus, this research aims to develop LWAs suitable for use in engineering works and services, from the use of scheelite residue (RPS), sewage sludge (SS), and rice husk ash (RHA), replacing two distinct types of clay. Recent studies have shown that the production of these three wastes is increasing in several countries. However, in opposition to this scenario, the control agencies have been increasing the strictness of environmental laws, making various traditional methods of disposal unfeasible. Thus, this research can help in the preservation of natural resources and in reducing the environmental impacts caused by such residues. Specifically, we also sought to establish comparative analysis between manufactured and commercially available LWAs, and to evaluate the effects of sintering temperature and raw materials on the properties of sustainable LWAs. All the raw materials were benefited and later analyzed by laser granulometry, scanning electron microscopy (SEM), X-ray fluorescence (FRX), X-ray diffraction (XRD) and simultaneous thermal analysis (STA). Then 50 distinct mixtures were formulated from the substitution of clay for up to 100% of residues. The samples were dried and then sintered at 1100, 1150, 1200 and 1250 ° C. The manufactured aggregates were then characterized by analysis of swelling index (BI), mass loss (LOI), particle density (ρd), water absorption (WA24H), crush strength (S), mineralogical composition, thermogravimetric behavior and microstructure. Finally, the feasibility of using manufactured LWAs was evaluated by comparative analysis with commercial LWAs. The resulting aggregates showed a maximum (BI) of 77.44%, (LOI) of up to 43.6%, (ρd) ranging from 0.63 to 2.01 g / cm³, (WA24H) of a minimum of 0.7%. and (S) up to 17.3 MPa. In all, 102 specimens have demonstrated properties at least similar to those found in commercial LWAs, showing the possibility of use in at least 1 major application of this product in engineering works and services. The results obtained in this experimental program reveal that it is technically feasible to use RPS, SS and RHA to produce lightweight aggregates with properties suitable for major commercial LWA applications. In addition, it was found that sintering temperature and raw material proportions exert a strong influence on the main properties of LWAs, and that the prediction of swelling based on the chemical composition of the mixtures proved to be unreliable when applied to elaborated LWAs. with RPS, SS and RHA. A utilização de agregados leves (LWAs) é uma prática consolidada na indústria da construção civil. Suas características são relevantes para diversos serviços de engenharia. Contudo, a fabricação comercial deste produto ainda é bastante limitada. O Brasil, por exemplo, possui apenas uma fábrica de LWAs, localizado no estado de São Paulo. Ao longo dos anos, a utilização de argilas expansíveis vem sustentando a produção nacional, no entanto, a gradativa escassez de recursos naturais, exige o emprego de práticas mais sustentáveis. Dessa forma, a presente pesquisa tem por objetivo desenvolver LWAs adequados para utilização em obras e serviços de engenharia, a partir do uso do resíduo de scheelita (RPS), do lodo de esgoto (SS), e da cinza da casca do arroz (RHA), em substituição a dois tipos distintos de argila. Estudos recentes vêm demonstrando que a produção destes três resíduos é crescente em diversos países. Porém, em oposição a tal cenário, os órgãos de controle vêm aumentando o rigor das leis ambientais, inviabilizando vários métodos tradicionais de descarte. Sendo assim, esta pesquisa pode auxiliar na preservação de recursos naturais e na redução dos impactos ambientais provocados por tais resíduos. De forma específica, buscou-se também estabelecer análise comparativa entre os LWAs fabricados e aqueles comercialmente disponíveis, e avaliar os efeitos da temperatura de sinterização e das matérias-primas sobre as propriedades dos LWAs sustentáveis. Todas as matérias-primas foram beneficiadas e posteriormente analisadas por granulometria a laser, microscopia eletrônica de varredura (MEV), fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX) e análise térmica simultânea (STA). Em seguida, foram formuladas 50 misturas distintas, a partir da substituição de argila por até 100% de resíduos. As amostras foram secas e depois sinterizadas a 1100, 1150, 1200 e 1250 °C. Os agregados fabricados foram então caracterizados através de análises do índice de inchaço (BI), perda de massa (LOI), densidade de partículas (ρd), absorção de água (WA24H), resistência ao esmagamento (S), composição mineralógica, comportamento termogravimétrico e microestrutura. Por fim, foi avaliada a viabilidade de uso dos LWAs fabricados, a partir de análise comparativa com LWAs comerciais. Os agregados resultantes apresentaram: (BI) máximo de 77,44%, (LOI) de até 43,6%, (ρd) variando entre 0,63 e 2,01 g/cm³, (WA24H) mínima de 0,7% e (S) de até 17,3 MPa. Ao todo, 102 exemplares demonstraram propriedades no mínimo semelhantes aquelas encontradas em LWAs comerciais, exibindo a possibilidade de uso em pelo menos 1 das principais aplicações deste produto em obras e serviços de engenharia. Os resultados obtidos neste programa experimental revelam que é tecnicamente viável utilizar RPS, SS e RHA para produzir agregados leves, com propriedades adequadas para as principais aplicações comerciais de LWAs. Além disso, foi constatado que a temperatura de sinterização e as proporções das matérias-primas exercem forte influência sobre as principais propriedades dos LWAs, e que a previsão de inchaço baseada na composição química das misturas demonstrou-se pouco confiável, quando aplicada em LWAs elaborados com RPS, SS e RHA. 2021-01-16 2019-12-06T22:07:56Z 2019-10-30 masterThesis SOUZA, Maelson Mendonça de. Desenvolvimento de agregados leves a partir de resíduo de scheelita, lodo de esgoto e cinza da casca do arroz. 2019. 131f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28162 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL |