Propriedades de concreto sustentável produzido com pó do polimento do porcelanato e resíduo da scheelita

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Medeiros, Alisson Gadelha
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/5341
Resumo: Several wastes are generated daily, which can be organic and inorganic. These wastes are the result of various anthropic activities and can generate serious environmental impacts. Thus, generation, poor packaging and improper disposal are processes that affect environmental health. Given this context, the construction industry is one of the potential sources of waste generation, especially Construction and Demolition Wastes (CDWs) which, however, may be useful through the use of alternative materials through the use of waste such as waste. raw material for sustainable concrete production and minimizing impacts. This assumption is pertinent, since concrete is the second most consumed compound on the planet, and to meet its demand, cement production as well as the exploitation of sand deposits are activities that influence the environment. In this sense, this research aims at the partial substitution of cement and concrete sand by ceramic industry and mining residues, respectively, Porcelain Polishing Residue (PPR) and Tungsten Mine Waste Mud (TMWM), because PPR can be important in the formation and densification of cementitious matrix through the formation of C-S-H (Hydrated Calcium Silicate), pore refinement by filler effect and pozzolanic activity, in order to improve the microstructure and durability of concrete. As for TMWM, because it has silicon dioxide (SiO2) and calcium oxide (CaO) for the chemical improvement of concrete, and granulometry that when mixed with sand, can provide greater compactness to concrete. To make substitutions possible, PPR processing was performed in order to obtain cement compatible particle size and the optimization between sand substitution by TMWM. Thus, an experimental design was developed for the characterization of the materials used in the search for maximum levels of waste substitution, with the aim of producing sustainable concrete and comparing their properties with conventional reference concrete. For this purpose, fresh and hardened tests (physical and mechanical properties), durability test for chloride ion penetration in accelerated chamber and specific analyzes of: X-Ray Diffractometry, X-Ray Fluorescence, Scanning Electron Microscopy and thermogravimetry. All the tests were performed in the materials used, mainly in the residues, as in the concrete in the ages of 7, 28, 90 and 212 days. Therefore, it was possible to obtain substitution levels of 15% for PPR and 81% for TMWM in sustainable concrete production, and compared to the reference concrete, satisfactory indexes of workability, similar resistance range, lower absorption values and total porosity, higher chloride ions penetration resistance and densified C-S-H microstructure surrounded by hexagonal calcium hydroxide plates. Finally, environmental and economic viability becomes a consequence, as cement is the most costly and environmentally impactful material and sand is one of the most consumed aggregates in the world
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This assumption is pertinent, since concrete is the second most consumed compound on the planet, and to meet its demand, cement production as well as the exploitation of sand deposits are activities that influence the environment. In this sense, this research aims at the partial substitution of cement and concrete sand by ceramic industry and mining residues, respectively, Porcelain Polishing Residue (PPR) and Tungsten Mine Waste Mud (TMWM), because PPR can be important in the formation and densification of cementitious matrix through the formation of C-S-H (Hydrated Calcium Silicate), pore refinement by filler effect and pozzolanic activity, in order to improve the microstructure and durability of concrete. As for TMWM, because it has silicon dioxide (SiO2) and calcium oxide (CaO) for the chemical improvement of concrete, and granulometry that when mixed with sand, can provide greater compactness to concrete. To make substitutions possible, PPR processing was performed in order to obtain cement compatible particle size and the optimization between sand substitution by TMWM. Thus, an experimental design was developed for the characterization of the materials used in the search for maximum levels of waste substitution, with the aim of producing sustainable concrete and comparing their properties with conventional reference concrete. For this purpose, fresh and hardened tests (physical and mechanical properties), durability test for chloride ion penetration in accelerated chamber and specific analyzes of: X-Ray Diffractometry, X-Ray Fluorescence, Scanning Electron Microscopy and thermogravimetry. All the tests were performed in the materials used, mainly in the residues, as in the concrete in the ages of 7, 28, 90 and 212 days. Therefore, it was possible to obtain substitution levels of 15% for PPR and 81% for TMWM in sustainable concrete production, and compared to the reference concrete, satisfactory indexes of workability, similar resistance range, lower absorption values and total porosity, higher chloride ions penetration resistance and densified C-S-H microstructure surrounded by hexagonal calcium hydroxide plates. Finally, environmental and economic viability becomes a consequence, as cement is the most costly and environmentally impactful material and sand is one of the most consumed aggregates in the worldDiariamente são gerados diversos resíduos, os quais podem ser orgânicos e inorgânicos. Esses resíduos são resultantes das mais variadas atividades antrópicas e podem gerar sérios impactos ambientais. Desse modo, a geração, o mal acondicionamento e a disposição final inadequada são processos que afetam a salubridade ambiental. Diante deste contexto, a indústria da construção civil é uma das fontes em potencial de geração de resíduos, principalmente, Resíduos de Construção e Demolição (RCDs) que, entretanto, podem ser úteis através da utilização de materiais alternativos por meio do uso de resíduos como matéria-prima para produção de concretos sustentáveis e minimizar impactos. Tal premissa é pertinente, visto que o concreto é o segundo composto mais consumido do planeta, e para o atendimento de sua demanda, a produção de cimento bem como a exploração de jazidas de areia são atividades influenciadoras ao meio ambiente. Neste sentido, esta pesquisa visa às substituições parciais do cimento e da areia do concreto, por resíduos da indústria cerâmica e da mineração, respectivamente, o Resíduo do Polimento do Porcelanato (RPP) e o Resíduo da Scheelita (RS), pois o RPP pode ser importante na formação e densificação da matriz cimentícia através da formação C-S-H (Silicato de Cálcio Hidratado), refinamento de poros por efeito filler e atividade pozolânica, no sentido de melhoria da microestrutura e durabilidade do concreto. Quanto ao RS, por apresentar dióxido de silício (SiO2) e óxido de cálcio (CaO) para o melhoramento químico do concreto, e granulometria que ao ser misturada com areia, pode proporcionar maior compacidade ao concreto. Para tornar possível as substituições, foi realizado o beneficiamento do RPP, a fim de obter granulometria compatível com o cimento e a otimização entre a substituição da areia por RS. Com isso, foi desenvolvido um planejamento experimental para a caracterização dos materiais empregados na busca de teores máximos de substituições dos resíduos, com objetivo de produzir concreto sustentável e comparar suas propriedades com concreto convencional de referência. Para tanto, foram realizados ensaios no estado fresco e endurecido (propriedades físicas e mecânicas), ensaio de durabilidade quanto à penetração de íons cloreto em câmara acelerada e análises específicas de: Difratometria de Raios-X, Fluorescência de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura e Termogravimetria. Todos os ensaios foram realizados tanto nos materiais empregados, sobretudo nos resíduos, quanto nos concretos nas idades de 7, 28, 90 e 212 dias. Portanto, foi possível obter teores de substituição de 15% para o RPP e 81% para o RS na produção de concreto sustentável, e comparado ao concreto de referência, foram obtidos índices satisfatórios de trabalhabilidade, faixa similar de resistência, menores valores de absorção e porosidade total, maior resistência à penetração de íons cloreto e microestrutura densificada de C-S-H rodeado de placas hexagonais de hidróxidos de cálcio. Por fim, a viabilidade ambiental e econômica torna-se consequência, em face de que o cimento é o material mais oneroso e de maior impacto ambiental e a areia é um dos agregados mais consumidos no mundoTrabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciadoUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro de Ciências Agrárias - CCAUFERSAPrograma de Pós-Graduação em Manejo de Solo e ÁguaSilva, Walney Gomes da56634366420http://lattes.cnpq.br/1645770020942881Gurgel, Marcelo Tavares01880476460http://lattes.cnpq.br/9027350377710492Oliveira, Rafael Batista de03523193648http://lattes.cnpq.br/6747258062404427Oliveira, Marília Pereira de02313364461http://lattes.cnpq.br/0523206980112986Codes, Rodrigo Nogueira dehttp://lattes.cnpq.br/1099550358065745Medeiros, Alisson Gadelha2020-08-31T00:07:13Z2019-09-112020-08-31T00:07:13Z2019-06-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCitação com autor incluído no texto: Medeiros (2019) Citação com autor não incluído no texto: (MEDEIROS, 2019)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/5341porMEDEIROS, Alisson Gadelha de. Propriedades de concreto sustentável produzido com pó do polimento do porcelanato e resíduo da scheelita. 2019. 91 f. Tese (Doutorado em Manejo de Solo e Água), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2019.CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2024-01-04T02:46:05Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/5341Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2024-01-04T02:46:05Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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