Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16323
Tipo: | Tese |
Data do documento: | 25-Abr-2024 |
Autor(es): | BRITO, Woshington da Silva |
Primeiro(a) Orientador(a): | BRAGA, Eduardo de Magalhães |
Segundo(a) Orientador(a): | SOUZA, Jose Antonio da Silva |
Título: | Uso de resíduo caulins da amazônia para a produção de precursores geopoliméricos utilizados na indústria da construção civil |
Citar como: | BRITO, Woshington da Silva. Uso de resíduo caulins da amazônia para a produção de precursores geopoliméricos utilizados na indústria da construção civil. Orientador: Eduardo de Magalhães Braga . 2024. 160 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16323. Acesso em:. |
Resumo: | A região do rio Capim (Nordeste do Estado do Pará), por suas grandes reservas de caulim para a cobertura de papel, destaca-se nacionalmente. A extração do minério ocorre em média a 20 metros de profundidade, recoberto por sedimentos argilo- arenosos da formação barreiras e de um nível de caulim duro, também conhecido como caulim Flint ou semi-Flint(Ferruginoso), considerado resíduo em função do teor elevado de ferro o que inviabiliza sua aplicação para cobertura. A pesquisa tem como objetivo principal abordar o desenvolvimento dos geopolimeros sintetizados a temperatura ambiente partir de resíduos de extração de beneficiamento de caulins, bem como avaliar suas propriedades e aplicações em placas geopoliméricas de alto relevo. Os Geopolímeros são álcalis amorfos, tridimensionais sintetizado por meio de um precursor (aluminossilicato) em meio alcalino. Essa síntese pode ser derivada de argilas calcinadas, caulins calcinados, resíduos industriais, cinza volante e outros aluminosilicatos. A cinza volante gerada nas caldeiras do processo Bayer em condições de 900 °C e 120KPa foi também utilizada como fonte de aluminossilicato na reação de geopolimerização. Para aumentar a reatividade da reação foi avaliado o uso de caulim Soft e caulim Flint e semiflint( ferruginoso) calcinados em diferentes temperaturas (450, 550, 650 ,700 e 800 °C).E, também em diferentes tempos de calcinação(15,30,60,90 e 120 minutos) . O Hidróxido de sódio (NaOH, 5-40 M) e silicato de sódio (Na2SiO3, SiO2/Na2O = 3,2) como meio alcalino da reação. Os resíduos foram caracterizados por métodos de análise de fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e a análise térmica diferencial (DTA). E, também foram realizados ensaios de resistência à compressão nas amostras geopoliméricas para avaliar o grau de polimerização, uma vez que quanto mais polimerizada estiver a estrutura, maior será a resistência. Para o geopolímero a base de (caulim soft e cinza volante), o melhor resultado foi obtido para a razão SiO2/Al2O3 de 2,65 a 3,04. Para o geopolimero a base de (caulim Flint e cinza volante) o melhor resultado foi para a razão SiO2/Al2O3 de 2,95 e 3,57. O melhor resultado em relação a composição da mistura e desempenho mecânico a compressão foi para o geopolimero a base de (metacaulim ferruginoso e cinza volante) obtidos com razão de SiO2/Al2O3 em uma proporção de 2,88 e 3,54. A placa cerâmica geopolimérica obtida se mostrou adequada em relação a resistência mecânica a compressão e, também foi sintetizada com matéria prima que contamina o meio ambiente, pois é considerado resíduo de caulim pelo teor de ferro elevado. |
Abstract: | The region of the Capim River (Northeast of the State of Pará), due to its large reserves of kaolin for covering paper, stands out nationally. The extraction of the ore occurs on average at a depth of 20 meters, covered by clayey-sandy sediments from the barrier formation, and from a level of hard kaolin, also known as flint or semi-flint kaolin(Ferruginous), considered stable depending on the content high iron content, which makes its application for roofing unfeasible. The research aims to address the development of geopolymers synthesized from waste containing aluminum silicate. Geopolymers are amorphous, threedimensional alkalis. Aluminosilicate binder materials synthesized from alkaline activation of clays, calcined clays, calcined kaolin, minerals, industrial waste, fly ash and other aluminosilicates. The fly ash generated in the Bayer process boilers under conditions of 900 °C and 120KPa was also used as a source of aluminosilicate in the geopolymerization reaction. To increase the reactivity of the reaction, the use of soft kaolin and flint and semi-flint(ferruginous) kaolin calcined at different temperatures(450,550,650, 700 and 800 °C) was evaluated. And, also at different calcination times(15,30,60 ,90 and 120 minutes). Sodium hydroxide (NaOH, 5-30 M) and sodium silicate (Na2SiO3, SiO2/Na2O = 3.2) as alkaline reaction medium. The residues were characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA). And, compressive strength tests were also carried out on the geopolymeric samples to evaluate the degree of polymerization, since the more polymerized the structure is, the greater the resistance. For the geopolymer based on (soft kaolin and fly ash), the best results were obtained for the SiO2/Al2O3 ratio of 2.65 and 3.4. For the geopolymer based on (flint kaolin and fly ash) the best result was for the SiO2/Al2O3 ratio of 2.95 and 3.57. The best results for the geopolymers based on (ferruginous metakaolin and fly ash) were obtained with a SiO2/Al2O3 ratio of 2.88 and 3.54. The geopolymeric ceramic plate obtained showed satisfactory performance in relation to mechanical resistance to compression and was also synthesized with raw material that contaminates the environment, as it is considered kaolin residue due to its high iron content. |
Palavras-chave: | Geopolímero Cinética de conversão; Cimento Resíduo Industrial Cinza Volante Placas geopoliméricas Geopolymer Cement conversion kinetics Industrial Waste, Fly ash geopolymer plates |
Área de Concentração: | USO E TRANSFORMAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS |
Linha de Pesquisa: | ENGENHARIA DE PROCESSOS |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte: | 1 CD-ROM |
Aparece nas coleções: | Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Tese_UsoResíduoCaulins.pdf | 3,71 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciado sob uma Licença Creative Commons