Produção e caracterização de cinzas pozolânicas a partir da biomassa da casca do coco verde

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Mateus Ferreira de
Data de Publicação: 2021
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/7400275080422973, https://orcid.org/0000-0002-2617-4485
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8625
Resumo: A indústria do cimento é responsável por grande parte das emissões de gases do efeito estufa, especialmente durante a produção de clínquer. Estudos realizados são unânimes ao relatar que a fabricação de cimento é responsável por cerca de 7% da emissão total de CO2 no mundo. Alicerçado a este fato, tem-se a contínua expansão da construção civil, com o consumo de insumos não renováveis, como os utilizados na produção concreto. Por conta destes fatores, o programa experimental presente neste trabalho objetivou estudar a viabilidade da produção de cinza pozolânica a partir da queima da biomassa da casca do coco verde. A proposição desta pesquisa deu-se pelo fato do Brasil ser o quinto maior produtor mundial de coco e enfrentar problemas de descarte desse resíduo agroindustrial, causando acúmulo nos aterros, somado a isto, tem-se ainda os impactos ambientais provocados pela fabricação do cimento Portland. O programa experimental iniciou-se com a coleta do resíduo do coco verde, seguido da secagem da matéria-prima, moagem e beneficiamento químico da biomassa do coco verde para a produção de cinzas tratadas e não tratadas quimicamente, a 600 °C, 700 °C e 800 °C. As cinzas foram caracterizadas por granulometria a laser, fluorescência de raios-X, difração de raios-X, condutividade elétrica, índice de atividade pozolânica Chapelle e área de superfície BET para análise das temperaturas onde as cinzas apresentassem reatividade. Os resultados mostraram que as cinzas sem tratamento químico possuíam metais alcalinos indesejáveis para a utilização destas como pozolanas. Por outro lado, as cinzas produzidas após o tratamento químico do coco exibiram somatório de SiO2, Fe2O3 e Al2O3 maiores que 50%, além de perda ao fogo menor que 6%, classificando-as como pozolânicas conforme a NBR 12653 (ABNT, 2014), exceto pelo teor de SO3, o qual foi 2,5% maior. Ao analisar os dados de índice de atividade pozolânica mensurados pela condutividade elétrica e por Chapelle modificado, obtiveram-se resultados de até 0,945 mS/cm e 1263,09 mg Ca(OH)2, respectivamente. Tais valores demonstram que o material possui atividade pozolânica, de acordo com a classificação de Luxán et al. (1989) e Raverdy et al. (1980). Por fim, os resultados de caracterização da cinza lixiviada revelaram que há a viabilidade da cinza da casca do coco verde como adição mineral à pasta cimentícia, uma vez que ela possui composição química, perda ao fogo e índice de atividade pozolânica Chapelle interessantes à aplicação desta como pozolana.
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spelling Produção e caracterização de cinzas pozolânicas a partir da biomassa da casca do coco verdeProduction and characterization of pozzolanic ash from green coconut shell biomassProduction et caractérisation de cendres pouzzolaniques à partir de biomasse verte de coques de noix de cocoHerstellung und Charakterisierung von Puzzolan-Asche aus grüner Kokosnussschalen BiomasseResíduos industriais - LixiviaçãoConcreto - PesquisaENGENHARIASCinza da casca do coco verdePozolanaAdição mineralLixiviação ácidaAtividade pozolânicaA indústria do cimento é responsável por grande parte das emissões de gases do efeito estufa, especialmente durante a produção de clínquer. Estudos realizados são unânimes ao relatar que a fabricação de cimento é responsável por cerca de 7% da emissão total de CO2 no mundo. Alicerçado a este fato, tem-se a contínua expansão da construção civil, com o consumo de insumos não renováveis, como os utilizados na produção concreto. Por conta destes fatores, o programa experimental presente neste trabalho objetivou estudar a viabilidade da produção de cinza pozolânica a partir da queima da biomassa da casca do coco verde. A proposição desta pesquisa deu-se pelo fato do Brasil ser o quinto maior produtor mundial de coco e enfrentar problemas de descarte desse resíduo agroindustrial, causando acúmulo nos aterros, somado a isto, tem-se ainda os impactos ambientais provocados pela fabricação do cimento Portland. O programa experimental iniciou-se com a coleta do resíduo do coco verde, seguido da secagem da matéria-prima, moagem e beneficiamento químico da biomassa do coco verde para a produção de cinzas tratadas e não tratadas quimicamente, a 600 °C, 700 °C e 800 °C. As cinzas foram caracterizadas por granulometria a laser, fluorescência de raios-X, difração de raios-X, condutividade elétrica, índice de atividade pozolânica Chapelle e área de superfície BET para análise das temperaturas onde as cinzas apresentassem reatividade. Os resultados mostraram que as cinzas sem tratamento químico possuíam metais alcalinos indesejáveis para a utilização destas como pozolanas. Por outro lado, as cinzas produzidas após o tratamento químico do coco exibiram somatório de SiO2, Fe2O3 e Al2O3 maiores que 50%, além de perda ao fogo menor que 6%, classificando-as como pozolânicas conforme a NBR 12653 (ABNT, 2014), exceto pelo teor de SO3, o qual foi 2,5% maior. Ao analisar os dados de índice de atividade pozolânica mensurados pela condutividade elétrica e por Chapelle modificado, obtiveram-se resultados de até 0,945 mS/cm e 1263,09 mg Ca(OH)2, respectivamente. Tais valores demonstram que o material possui atividade pozolânica, de acordo com a classificação de Luxán et al. (1989) e Raverdy et al. (1980). Por fim, os resultados de caracterização da cinza lixiviada revelaram que há a viabilidade da cinza da casca do coco verde como adição mineral à pasta cimentícia, uma vez que ela possui composição química, perda ao fogo e índice de atividade pozolânica Chapelle interessantes à aplicação desta como pozolana.The cement industry is responsible for a large part of greenhouse gas emissions, especially during clinker production. Studies carried out are unanimous in reporting that cement manufacturing is responsible for about 7% of the total CO2 emissions in the world. Based on this fact, there is the continuous expansion of civil construction, with the consumption of nonrenewable inputs, such as those used in concrete production. Due to these factors, the experimental program present in this work aimed to study the feasibility of producing pozzolanic ashes from the burning of green coconut shell biomass. The proposal of this research was due to the fact that Brazil is the fifth largest producer of coconut in the world and faces problems with the disposal of this agro-industrial residue, causing accumulation in landfills. In addition, there are also the environmental impacts caused by the manufacture of Portland cement. The experimental program began with the collection of coconut, followed by drying the raw material, grinding and chemical processing of the green coconut biomass for the production of chemically treated and untreated ash at 600 °C, 700 °C and 800 °C. Ashes were characterized by laser particle size, X-ray fluorescence, X-ray diffraction, electrical conductivity, Chapelle pozzolanic activity index and BET surface area for the analysis of temperatures where the ash showed reactivity. The results showed that the ash without chemical treatment had undesirable alkali metals for their use as pozzolans. On the other hand, the ash produced after the chemical treatment of coconut exhibited a sum of SiO2, Fe2O3 and Al2O3 greater than 50%, in addition to a loss of ignition less than 6%, classifying them as pozzolanic according to NBR 12653 (ABNT, 2014), except by the SO3 content. By analyzing the pozzolanic activity index data measured by electrical conductivity and modified Chapelle, results were obtained up to 0.945 mS/cm and 1263.09 mg Ca(OH)2, respectively. Such values demonstrate that the material has pozzolanic activity, according to the classification by Luxán et al. (1989) and Raverdy et al. (1980). Finally, the results of characterization of the leached ash found that there is the feasibility of green coconut husk ash as a mineral addition to the cementitious paste, since it has chemical composition, loss of ignition and Chapelle pozzolanic activity index that are interesting for the application of this as pozzolanFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do AmazonasUniversidade Federal do AmazonasFaculdade de TecnologiaBrasilUFAMPrograma de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisAndrade, Jean Carlos Silvahttp://lattes.cnpq.br/3330175940424250Melo Filho, João de AlmeidaRibas, Luciane FariasOliveira, Mateus Ferreira dehttp://lattes.cnpq.br/7400275080422973https://orcid.org/0000-0002-2617-44852022-01-04T18:36:53Z2021-11-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Mateus Ferreira de. Produção e caracterização de cinzas pozolânicas a partir da biomassa da casca do coco verde. 2021, 101 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2021.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8625porhttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2022-01-05T05:03:26Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/8625Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922022-01-05T05:03:26Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false
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