Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/38409
Type: Dissertação
Title: Síntese de geopolímeros à base de metacaulim e lama de rejeito de minério da barragem do Córrego do Feijão (Brumadinho - MG)
Other Titles: Synthesis of geopolymers based on metakaolin and ore tailings mud from the Córrego do Feijão dam (Brumadinho - MG)
Authors: Jouber Paulo Ferreira
First Advisor: Maria Teresa Paulino Aguilar
First Co-advisor: Sinthya Gonçalves Tavares
First Referee: Guilherme Jorge Brigolini Silva
Second Referee: Augusto César da Silva Bezerra
Abstract: A produção bruta de minério de ferro no Brasil tem gerado elevados volumes de rejeito, comumente dispostos em barragens à montante. Este método de disposição tem provocado, recentemente, acidentes considerados graves ou muito graves. Além disso, o setor da construção civil tem causado impactos ambientais no que se refere ao uso de recursos minerais e emissão de CO2. Nesse sentido, pesquisas têm sido realizadas na busca por aglomerantes alternativos que incorporem rejeitos de barragens. Um dos aglomerantes capazes de substituir o cimento Portland, em algumas situações, é o cimento geopolimérico. A pasta geopolimérica, geopolímero, é elaborada pela ativação alcalina de aluminossilicatos amorfos, utilizando, comumente, ativadores em solução (two part). Alguns dos estudos utilizam rejeitos de minério de ferro como precursor, porém poucos trabalhos que incorporam esses rejeitos utilizam o método one part. Esta pesquisa avalia a síntese de geopolímeros utilizando lama de rejeito de minério de ferro (LMF) em substituição, em massa, a 12,5%, 22,5% e 50,0% do metacaulim, e como ativadores sólidos NaOH e Na2SiO3. Imediatamente após a síntese das pastas, foi realizada a calorimetria isotérmica. Após 28 dias de cura em temperatura ambiente, a ocorrência da ativação alcalina foi avaliada por difração de raio X, por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier, calorimetria e ensaios físicos-mecânicos. Os resultados indicaram que a adição de LMF reduziu o calor de reação liberado na síntese do geopolímero, assim como a ocorrência da ativação alcalina para todas as formulações analisadas. No entanto, observou-se que o uso LMF atua de forma a aumentar a porosidade e absorção de água nas amostras sintetizadas, além de reduzir a resistência de compressão nas idades de 21 e 28 dias. Tais resultados indicam que o LMF não atuou como filler, agindo como diluidor do metacaulim e/ou adição porosa. Contudo, aos 3 e 7 dias, o uso de LMF não influenciou na resistência à compressão dos geopolímeros, o que poderia indicar que a proporção da solução ativadora (água + ativadores sólidos) era a adequada nestas idades, comprometendo a reação em idades mais avançadas.
Abstract: The gross production of iron ore in Brazil has generated high volumes of tailings, commonly disposed of in upstream dams. This disposal method has recently caused accidents, considered severe or very severe. Furthermore, the construction sector has caused environmental impacts with regard to the use of mineral resources and CO2 emissions. To this effect, research has been conducted in the search for alternative binders that incorporate dam tailings. One of the binders capable of replacing Portland cement, in some situations, is geopolymer cement. The geopolymeric paste, geopolymer, is produced by alkaline activation of amorphous aluminosilicates, commonly using activators in solution (two part). Some of the studies use iron ore tailings as the precursor, but few studies that incorporate these tailings use the one part method. This research evaluates the synthesis of geopolymers using iron ore tailings slurry (IOT) as a mass substitution for 12.5%, 22.5% and 50.0% of metakaolin, and NaOH and Na2SiO3 as solid activators. Immediately after the synthesis of the slurries, isothermal calorimetry was performed. After 28 days of curing at room temperature, the occurrence of alkaline activation was evaluated by X-ray diffraction, by Fourier transform infrared spectroscopy, calorimetry, and physical-mechanical tests. The results indicated that the addition of IOT reduced the heat of reaction released in the synthesis of the geopolymer, as well as the occurrence of alkaline activation for all formulations analyzed. However, it was observed that the use of IOT acts to increase the porosity and the water absorption in the synthesized samples, besides reducing the compressive strength at ages 21 and 28 days. Such results indicate that the IOT did not act as a filler, acting as a dilutant of the metakaolin and/or porous addition. However, at 3 and 7 days, the use of IOT did not influence the compressive strength of geopolymers, which could indicate that the proportion of the activator solution (water + solid activators) was adequate at these ages, jeopardizing the reaction at later ages.
Subject: Construção civil
Materiais de construção
Metacaulim
Minérios de ferro
Resíduos de mineração
Geopolímeros
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MATERIAIS E DA CONSTRUÇÃO CIVIL
metadata.dc.publisher.program: Curso de Especialização em Construção Civil
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/38409
Issue Date: 29-Jul-2021
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