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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/11057
Tipo: | Dissertação |
Título: | CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE PÓ DE VIDRO BLINDEX® PARA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO NA MISTURA SOLO-CIMENTO |
Autor(es): | Duilio Rodrigues Porto Junior |
Primeiro orientador: | Armando Cirilo de Souza |
Resumo: | O vidro é um material que está presente em vários setores da economia, com isso, a industrialização do vidro gera muitos resíduos nos diferentes processos da sua utilização. Existem alguns projetos que utilizam este resíduo para a fabricação de cerâmica e concreto, visto que pode ser uso do como matéria-prima para outros compósitos. Um composto muito utilizado nas camadas de pavimentação é o solo-cimento, visto que o cimento estabiliza quimicamente o solo aumentando a resistência da mistura. Diante desse material composto, buscamos inovar com uma nova composição de solo-cimento, utilizando resíduos de vidro industrial, com propósito de contribuir de forma econômica no setor de pavimentação e consequentemente com o meio ambiente, minimizando a quantidade de resíduos enviados aos aterros sanitários. O trabalho foi desenvolvido seguindo algumas etapas, ou seja, a primeira etapa foi obter o material precursor, onde as amostras obtidas foram retiradas como resíduo da indústria na forma de lama com alta viscosidade, durante a etapa de lapidação das placas de vidro, em seguida as amostras foram submetidas a um processo de desidratação e refinamento, resultando num pó com granulometria na ordem de 46 mesh, representando nosso precursor principal. Na segunda etapa as amostras precursoras de pó de vidro, foram submetidas aos processos de caracterização, utilizando as técnicas auxiliares de difração de raios-X, análises térmicas (TG e DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada ao EDS. Na terceira etapa as amostras foram submetidas aos ensaios mecânicos dos corpos de prova, para verificar a possibilidade da substituição parcial e/ou integral do cimento na mistura solo-cimento observando os parâmetros mínimos de aceitação da Norma do DNIT 143/2022 – 2,1 Mpa de resistência à compressão simples na cura de 7 dias. Os resultados encontrados nos ensaios de análise térmica de TG, mostraram uma perda de massa de 5,7% com gradiente de temperatura de 1.100 °C para a amostra de pó de vidro padrão; já o DSC, apresentou um pico endotérmico no intervalo de 700 °C a 820 °C, referente ao processo de transição vítrea, e, a partir de 870 °C o material apresentou uma inclinação ascendente de excelente estabilidade térmica. Os resultados do MEV, mostraram através das micrografias, uma granulometria com geometria poliédrica e ausência de precipitação de fase. Os resultados de EDS, confirmaram a presença de Si, Na e Ca em maiores concentrações. Os resultados da difração de raios-X, mostraram uma estrutura amorfa. Os resultados referentes aos ensaios mecânicos com os CPs de solo-cimento e solo-cimento-pó de vidro, demonstraram que o pó de vidro contribui em 35% e 42% de resistência à tração por compressão axial quando comparado ao solo-cimento com 5% e 7% de cimento respectivamente. Portanto, os resultados apresentados pela composição utilizando pó de vidro, demonstra ser um novo material com propriedades físico-químico, muito promissor na aplicação de pavimentação dentro da Norma do DNIT 143/2022, podendo substituir significativamente uma determinada porcentagem de cimento, contribuindo economicamente com o setor de transporte. |
Abstract: | Glass is a material that is present in several sectors of the economy, and as a result, the industrialization of glass generates a lot of waste in the different processes of its use. There are some projects that use this waste to manufacture ceramics and concrete, since it can be used as a raw material for other composites. A compound widely used in paving layers is soil-cement, since cement chemically stabilizes the soil, increasing the resistance of the mixture. Given this composite material, we sought to innovate with a new soil-cement composition, using industrial glass waste, with the purpose of contributing economically to the paving sector and consequently to the environment, minimizing the amount of waste sent to landfills. The work was developed following some steps, that is, the first step was to obtain the precursor material, where the samples obtained were taken as industrial waste in the form of high viscosity sludge, during the glass plate polishing stage, then the samples were subjected to a dehydration and refinement process, resulting in a powder with a particle size of around 46 mesh, representing our main precursor. In the second step, the precursor samples of glass powder were subjected to characterization processes, using the auxiliary techniques of X-ray diffraction, thermal analysis (TG and DSC), scanning electron microscopy (SEM) coupled to EDS. In the third step, the samples were subjected to mechanical tests of the specimens, to verify the possibility of partial and/or full replacement of cement in the soil-cement mixture observing the minimum acceptance parameters of DNIT Standard 143/2022 - 2.1 Mpa of simple compressive strength in 7-day curing. The results found in the TG thermal analysis tests showed a mass loss of 5.7% with a temperature gradient of 1,100 °C for the standard glass powder sample; the DSC presented an endothermic peak in the range of 700 °C to 820 °C, corresponding to the glass transition process, and, from 870 °C onwards, the material presented an ascending slope of excellent thermal stability. The SEM results showed, through the micrographs, a granulometry with polyhedral geometry and absence of phase precipitation. The EDS results confirmed the presence of Si, Na and Ca in higher concentrations. The X-ray diffraction results showed an amorphous structure. The results related to the mechanical tests with the soil-cement and soil cement-glass powder CPs demonstrated that the glass powder contributes 35% and 42% of tensile strength by axial compression when compared to the soil-cement with 5% and 7% of cement, respectively. Therefore, the results presented by the composition using glass powder demonstrate that it is a new material with physical-chemical properties, very promising in the application of paving within the DNIT 143/2022 Standard, being able to significantly replace a certain percentage of cement, contributing economically to the transportation sector. |
Palavras-chave: | Resíduo, blindex, solo-cimeto |
País: | Brasil |
Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
Sigla da Instituição: | UFMS |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/11057 |
Data do documento: | 2024 |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais |
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