Uso potencial de resíduos da indústria do alumínio na produção de geopolímeros
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Data
2018-04-27
Autores
Almeida, Thelma Miranda de [UNIFESP]
Orientadores
Shinzato, Mirian Chieko [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
The aim of this work was to evaluate the aluminum industry waste (red mud and
residue from aluminum recycling process) as a source of alumina in production of
geopolymers. Geopolymers are formed by amorphous aluminosilicates ligands that
can be synthesized at room temperature. The precursor materials used in the
production of geopolymers were metakaolinite and volcanic glass. All materials had
their chemical composition (x-ray fluorescence), crystalline phases (x-ray
diffractometry) and functional groups (infrared spectroscopy with Fourier transform)
characterized. Then they were tested in pure form and mixed to produce
geopolymers, using sodium silicate alkaline solution. In these tests a series of
geopolymer was maintained at 60oC in the first 24 h and at room temperature until
completed the respective curing times of 7, 28 and 60 days. Other series remained at
room temperature since the beginning of the same curing times. At the end of each
period of cure, the geopolymer samples were subjected to compressive strength test
and were again characterized. It was observed, in general, that the mechanical
strength of the geopolymers increased with the curing time and that the rising of the
temperature did not increase this property. All geopolymers prepared with
metakaolinite presented a higher compressive strength than those prepared with
volcanic glass, due to the SiO2:Al2O3 ratio. The addition of red mud mixed with both
precursor materials presented best result of compressive strength that those prepared
with the aluminum recycling waste. This is due to the presence of crystalline phases
resistant to alkaline attack.
O reuso de resíduos industriais é muito importante para evitar o seu descarte no meio ambiente e aumentar a vida útil das jazidas minerais. O objetivo do trabalho foi avaliar os resíduos da indústria do alumínio (lama vermelha, e resíduo da reciclagem de alumínio) como fonte de alumina na confecção de geopolímeros. Geopolímeros são ligantes amorfos à base de aluminossilicatos que podem ser sintetizados à temperatura ambiente. Os materiais precursores utilizados para a confecção dos geopolímeros foram a metacaulinita e o vidro vulcânico. Todos os materiais tiveram sua composição química (fluorescência de raios X), fases cristalinas (difratometria de raios X) e grupos funcionais (espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier) analisados. Em seguida, eles foram testados na forma pura e em mistura na confecção de geopolímeros, utilizando solução alcalina de silicato de sódio. Nesses testes preparou-se uma série que foi mantida a 60oC em estufa nas primeiras 24 horas do período de cura e depois à temperatura ambiente até completar os períodos de 7, 28 e 60 dias. A outra série permaneceu à temperatura ambiente desde o início dos mesmos períodos de cura. Ao final de cada período de cura, os corpos de prova foram submetidos a ensaio de resistência à compressão e foram novamente caracterizados. Observou-se, de forma geral, que a resistência mecânica dos geopolímeros aumentou com o tempo de cura e que o aumento da temperatura não favoreceu essa propriedade. Todos os geopolímeros preparados com metacaulinita apresentaram maior resistência à compressão que com vidro vulcânico, devido à melhor relação de SiO2: Al2O3. A adição do resíduo da lama vermelha junto aos materiais precursores apresentou melhor resultado de resistência à compressão que aqueles preparados com o resíduo da reciclagem de alumínio. Isso se deve à presença de fases cristalinas resistentes ao ataque alcalino.
O reuso de resíduos industriais é muito importante para evitar o seu descarte no meio ambiente e aumentar a vida útil das jazidas minerais. O objetivo do trabalho foi avaliar os resíduos da indústria do alumínio (lama vermelha, e resíduo da reciclagem de alumínio) como fonte de alumina na confecção de geopolímeros. Geopolímeros são ligantes amorfos à base de aluminossilicatos que podem ser sintetizados à temperatura ambiente. Os materiais precursores utilizados para a confecção dos geopolímeros foram a metacaulinita e o vidro vulcânico. Todos os materiais tiveram sua composição química (fluorescência de raios X), fases cristalinas (difratometria de raios X) e grupos funcionais (espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier) analisados. Em seguida, eles foram testados na forma pura e em mistura na confecção de geopolímeros, utilizando solução alcalina de silicato de sódio. Nesses testes preparou-se uma série que foi mantida a 60oC em estufa nas primeiras 24 horas do período de cura e depois à temperatura ambiente até completar os períodos de 7, 28 e 60 dias. A outra série permaneceu à temperatura ambiente desde o início dos mesmos períodos de cura. Ao final de cada período de cura, os corpos de prova foram submetidos a ensaio de resistência à compressão e foram novamente caracterizados. Observou-se, de forma geral, que a resistência mecânica dos geopolímeros aumentou com o tempo de cura e que o aumento da temperatura não favoreceu essa propriedade. Todos os geopolímeros preparados com metacaulinita apresentaram maior resistência à compressão que com vidro vulcânico, devido à melhor relação de SiO2: Al2O3. A adição do resíduo da lama vermelha junto aos materiais precursores apresentou melhor resultado de resistência à compressão que aqueles preparados com o resíduo da reciclagem de alumínio. Isso se deve à presença de fases cristalinas resistentes ao ataque alcalino.