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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The most used water treatment in Brazil is through conventional water treatment plants (WTPs). The process seeks to make drinking water suitable for human consumption, and it is essential to remove suspended solids from the water to achieve potability parameters. In this process, a waste solid named sludge is generated, where it is estimated that a conventional WTP generates a sludge of 2.5% of the volume of treated water. Raw water in a treatment plant goes through the processes of capture, coagulation, flocculation, decantation or flotation and filtration, with the sludge being formed and accumulated in these last three stages. Currently, the WTPs is classified by NBR 10004/2004 as a class II-A solid waste, non-inert and non-hazardous, and must be disposed in an appropriate place, in compliance with environmental legislation. However, the methods and techniques available for this are costly and require adequate logistics for transport. In this sense, studies were conducted seeking to re-use sludge as a raw material in civil construction, such as for the manufacture of concrete, mortar, among others. However, the processing necessary for the dehydration of the sludge and its insertion in these productive sectors makes its use economically unfeasible. In this scenario, this project aims to evaluate the effect, as well as the technical feasibility of replacing sludge from a water treatment plant on the physicochemical and mechanical properties of red ceramic products. For this, the experimental procedure was developed into three stages: the first, where the physical, chemical and mineralogical characterization tests of the materials used (clay and sludge). In the second stage, the production process of extrusion of bricks was evaluated by consistency and plasticity tests. Data obtained through rheological tests were correlated, with different levels of sludge and moisture, adjusting the traces in order to promote a linear extrusion, without surface defects in the bricks produced. Ceramic bricks were manufactured on a reduced scale, with different sludge replacement contents (2, 5, 10 and 20% in clay replacement) and submitted to the same parameters during the molding, forming, drying and firing process. The physical and mechanical properties required by NBR 15270/2017 were evaluated. In this sense, the research sought to technically enable the use of WTS sludge for the manufacture of ceramic products. Through the optimization of the production process, it was possible to conclude that bricks produced with sludge contents below 5% has significant potential for its use, as long as there is a moisture control in the green clay paste, as well as in the burning drying process. O tratamento de água no Brasil é feito em sua grande maioria por meio de estações de tratamento de água convencionais (ETAs). O processo busca tornar a água potável ao consumo humano, sendo imprescindível a remoção dos sólidos suspensos da água a fim de que os parâmetros de potabilidade sejam atendidos. Neste processo, é gerado um resíduo, denominado lodo, onde estima-se que uma ETA convencional gere um volume de lodo de 2,5% do volume de água tratada. A água bruta em uma estação de tratamento passa pelos processos de captação, coagulação, floculação, decantação ou flotação e filtração, sendo o lodo formado e acumulado nas três últimas etapas. Por ser atualmente classificado pela NBR 10004/2004 como um resíduo sólido classe II-A, não inerte e não perigoso, o lodo deve ser descartado em local adequado, obedecendo à legislação ambiental Porém, os métodos e técnicas disponíveis para tal são onerosos e necessitam de uma logística adequada para o transporte. Neste sentido, foram conduzidos estudos buscando inserir o lodo como matériaprima na construção civil, como para a fabricação de concreto, argamassas, dentre outros. No entanto, o beneficiamento necessário para que fosse feita a desidratação do lodo e sua inserção nestes setores produtivos inviabilizam economicamente seu uso. Neste cenário, o presente projeto tem como objetivo avaliar o efeito, assim como a viabilidade técnica da substituição de lodo de estação de tratamento de água nas propriedades físico-químicas e mecânicas em peças de cerâmica vermelha. Para isto, o procedimento experimental foi dividido em três etapas: a primeira onde foram feitos os ensaios de caracterização física, química e mineralógica dos materiais utilizados, a argila e o lodo. Na segunda etapa foi avaliado o processo produtivo de extrusão dos blocos por ensaios de consistência e plasticidade. Foram correlacionados dados obtidos por meio de ensaios reológicos, com diferentes teores de lodo e umidade, ajustando os traços a fim de promover uma extrusão linear, sem defeitos superficiais nos blocos produzidos. Foram fabricados blocos cerâmicos em escala reduzida, com diferentes teores de substituição de lodo (2, 5, 10 e 20% em substituição de argila) e submetidos aos mesmos parâmetros durante o processo de moldagem, conformação, secagem e queima. Foram avaliadas as propriedades físicas e mecânicas exigidas pela NBR 15270/2017. Neste sentido a pesquisa buscou a viabilizar tecnicamente a utilização de lodo de ETA para a fabricação de produtos cerâmicos. Por meio da otimização do processo produtivo, foi possível concluir que blocos produzidos com teores de lodo inferiores a 5% apresentam significativo potencial para sua utilização, desde que haja um controle de umidade da massa argilosa, assim como no processo de secagem de queima.

Fil: Zaccaron, Alexandre. Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais; Brasil. Fil: Guelfi Frizzo, Rafael. Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais; Brasil. Fil: Torres Zanoni, Elton. Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais; Brasil. Fil: Jaramillo Nieves, Leidy Johana. Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais; Brasil. Fil: Rosso, Fábio. Centro Universitário Barriga Verde, Cocal do Sul. Departamento de Engenhara Cerâmica; Brasil. Fil: de Souza Nandi, Vitor. Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais; Brasil. Fil: de Souza Nandi, Vitor. Centro Universitário Barriga Verde, Cocal do Sul. Departamento de Engenhara Cerâmica; Brasil. Fil: Klegues Montedo, Oscar Rubem. Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais; Brasil. Fil: Bernardin, Adriano Michael. Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais; Brasil. The study examined the microstructure of ceramics with the addition of glass waste at different temperatures ranging from 800 to 1000 °C. Samples were molded by piston without vacuum, with the incorporation of 20% (weight) of glass bottles, with coarse particles, for a better identification. The raw materials were analyzed chemically and mineralogically by XRF and XRD. The microstructural characterization was carried out by scanning electron microscopy, SEM and optical microscopy, in order to analyze the behavior of grain boundary and the interaction between the materials. The results showed that there is compatibility between the materials, where the increase in temperature causes a greater interaction, but when this temperature exceeds 900 ° C, pores appear in the glass, a phenomenon known as overfiring. El presente estudio examinó la microestructura de la cerámica con la adición de residuo de vidrio a diferentes temperaturas, que oscilan entre 800 y 1000 °C. Las muestras fueron moldeadas por pistón sin vacío con la incorporación de 20% (en peso) de botellas de vidrio, con partículas gruesas, para una mejor identificación. La materia prima fue analizada química y mineralógicamente por FRX y DRX. La caracterización microestructural fue realizada por microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía óptica, con el fin de analizar el comportamiento del límite de los granos y la interacción entre los materiales. Los resultados mostraron que existe compatibilidad entre los materiales, donde el incremento de la temperatura permite una mejor compactibilidad, sin embargo, cuando esta temperatura supera los 900 °C aparecen poros en el vidrio, fenómeno conocido como sobrecocción. O presente estudo analisou a microestrutura de Cerâmica vermelha com a adição de resíduos de vidro a diferentes temperaturas, variando entre 800 e 1000 ° C. As amostras foram moldadas por pistão sem vácuo, com a incorporação de 20% (em massa) de resíduos de garrafas de vidro, com partículas grosseiras, para melhor identificação. As matérias-primas foram analisadas química e mineralógicamente por FRX e DRX. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica, a fim de analisar o comportamento dos limites dos grãos e a interação entre os materiais. Os resultados mostraram que existe compatibilidade entre os materiais, onde o aumento da temperatura provoca uma maior interação, mas quando esta temperatura excede os 900 °C, aparecem poros no vidro, um fenômeno conhecido como overfiring.

Civil construction materials have been gaining more and more demands to become more sustainable, both by science and also by the market, mainly because it is a sector that consumes a large amount of raw materials, also generating a lot of waste. The search for solutions that enable the reuse or recycling of solid waste must add practical and economical solutions that generate benefits for society and the environment. In the present study, ash from the açaí stone from the burning of products from the industry itself was incorporated into the mass of red ceramics to evaluate the best ash substitution content (in the contents of 0%, 10%, 15% and 20%) in the ceramic composition, seeking to subsidize technically and environmentally the disposal of this solid waste. The results showed that even with the incorporation of the contents of Residues from Açaí Seed - RCA, the properties of mechanical resistance, apparent porosity and absorption remained within the minimum standards. It is noteworthy that the 10% ash content as a partial substitute for red clay was the one that showed the best performance in the evaluated technological properties. It was found that the ash from the açaí core has technical and environmental viability when partially inserted, making it possible to reset the RCA through the ceramic industries, since the ash residue that was generated after burning in the kilns, can be incorporated as raw material in the ceramic products themselves. Los materiales de construcción civil han ido ganando más y más demandas para ser más sostenibles, tanto por la ciencia como por el mercado, principalmente porque es un sector que consume una gran cantidad de materias primas, generando también una gran cantidad de residuos. La búsqueda de soluciones que permitan la reutilización o el reciclaje de residuos sólidos debe agregar soluciones prácticas y económicas que generen beneficios para la sociedad y el medio ambiente. En el presente estudio, las cenizas de la piedra de açaí de la quema de productos de la propia industria se incorporaron a la masa de cerámica roja para evaluar el mejor contenido de sustitución de cenizas (en los contenidos de 0%, 10%, 15% y 20%) en el composición cerámica, que busca subsidiar técnica y ambientalmente la eliminación de estos residuos sólidos. Los resultados mostraron que incluso con la incorporación de los contenidos de Residuos de Caroço de Açaí - RCA, las propiedades de resistencia mecánica, aparente porosidad y absorción permanecieron dentro de los estándares mínimos. Es de destacar que el 10% de contenido de cenizas como sustituto parcial de la arcilla roja fue el que mostró el mejor rendimiento en las propiedades tecnológicas evaluadas. Se descubrió que la ceniza del núcleo de açaí tiene viabilidad técnica y ambiental cuando se inserta parcialmente, lo que permite restablecer el RCA a través de las industrias cerámicas, ya que el residuo de ceniza que se generó después de la quema en los hornos, se puede incorporar como materia prima. en los productos cerámicos mismos. Os materiais de construção civil têm ganhado cada vez mais exigências para se tornarem mais sustentáveis, tanto pela ciência como também pelo mercado, principalmente por se tratar de um ramo que consome grande quantidade de matérias primas, gerando também muito resíduo. A buscar por soluções que possibilitem o reuso ou a reciclagem de resíduos sólidos devem agregar soluções práticas e econômicas, que gerem benefícios para a sociedade e o meio ambiente. No presente estudo foi incorporada a cinza do caroço do açaí proveniente da queima dos produtos da própria indústria na massa da cerâmica vermelha para avaliar o melhor teor de substituição de cinzas (nos teores de 0%, 10%, 15% e 20%) na composição cerâmica, buscando subsidiar tecnicamente e ambientalmente o descarte desse resíduo sólido. Os resultados demonstraram que mesmo com a incorporação dos teores de Resíduos do Caroço de Açaí - RCA, as propriedades de resistência mecânica, porosidade aparente e absorção mantiveram-se dentro dos padrões mínimos. Destaca-se que o teor de 10% de cinza como substituto parcial da argila vermelha foi a que apresentou melhor desempenho nas propriedades tecnológicas avaliadas. Constatou-se que a cinza do caroço do açaí possui viabilidade técnica e ambiental quando inserido de forma parcial, possibilitando zerar o RCA através das indústrias cerâmicas, pois o resíduo da cinza que era gerado após a queima nos fornos, poderá ser incorporado como matéria prima nos próprios produtos cerâmicos.

A industria da cerâmica vermelha compreende materiais empregados na construcao civil (tijolos, telhas, argila expandida, entre outros) e tem grande importância para o desenvolvimento economico brasileiro, assim tem crescido a procura por seus produtos, causando um problema de escassez de reservas de materias-primas de boa qualidade e em locais economicamente adequados. Outros materiais tambem utilizados na construcao civil, como o granito (principal produto da industria de rochas ornamentais) e gesso de revestimento tem apresentado crescimento em sua demanda, gerando, em seu processo de beneficiamento, grande quantidade de residuos, provocando impacto negativo ao meio ambiente. A reciclagem de residuos esta cada vez mais em evidencia em razao do grande volume gerado pelo setor. A industria de cerâmica vermelha, por sua caracteristica heterogenea, tem se destacado na incorporacao de residuos, tanto por apresentar vantagens, quanto pelo maior rigor das leis atuais. Assim, este trabalho tem por finalidade expor uma visao geral sobre os efeitos da utilizacao dos residuos industriais, gesso e granito, em industria de cerâmica vermelha, apresentando tambem resultados de trabalhos executados nesta area. Os resultados apontam quantidade escassa de pesquisas na area de reciclagem de residuos de gesso e granito, e que a utilizacao dos mesmos em massa cerâmica esta em conformidade com a legislacao vigente e ainda contribui para a reducao dos impactos negativos causados ao meio ambiente devido ao seu descarte em locais indevidos. Palavras-chave: Cerâmica Vermelha, Gesso, Granito, Residuo, Reciclagem.

Resumo O crescente consumo e descarte de lâmpadas fluorescentes tem despertado preocupações relacionadas à disposição do resíduo gerado. Uma possibilidade de destinação ambientalmente correta do vidro da lâmpada é a sua incorporação em cerâmica vermelha. Neste sentido, este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da utilização de 30% em massa de um resíduo de vidro de lâmpada fluorescente na forma de pó, descontaminada de mercúrio, nas propriedades físicas e mecânicas de cerâmica vermelha produzida em escala industrial. A avaliação ambiental das cerâmicas queimadas foi realizada por meio de testes de lixiviação e solubilização. Os resultados indicaram que o resíduo melhora significativamente as propriedades avaliadas. Com respeito à avaliação ambiental, o vidro de lâmpada fluorescente não altera uma eventual classificação da cerâmica quando esta se tornar um material descartado. Abstract The increasing consumption and disposal of fluorescent lamps has raised concerns about the disposal of generated waste. One possibility for environmentally correct disposal of lamp glass is its incorporation into heavy clay ceramics for civil construction. Thus, this study aims to evaluate the effect of using 30 wt% of a fluorescent lamp glass powder, decontaminated of mercury, on the physical and mechanical properties of heavy clay ceramic produced in an industrial scale. The environmental assessment of the fired ceramics was carried out by leaching and solution tests. The results indicated that the waste significantly improves the evaluated properties. With respect to the environmental assessment, the fluorescent lamp glass does not change an eventual classification of the ceramic when it becomes a waste material.

Os materiais de construção civil têm ganhado cada vez mais exigências para se tornarem mais sustentáveis, tanto pela ciência como também pelo mercado, principalmente por se tratar de um ramo que consome grande quantidade de matérias primas, gerando também muito resíduo. A buscar por soluções que possibilitem o reuso ou a reciclagem de resíduos sólidos devem agregar soluções práticas e econômicas, que gerem benefícios para a sociedade e o meio ambiente. No presente estudo foi incorporada a cinza do caroço do açaí proveniente da queima dos produtos da própria indústria na massa da cerâmica vermelha para avaliar o melhor teor de substituição de cinzas (nos teores de 0%, 10%, 15% e 20%) na composição cerâmica, buscando subsidiar tecnicamente e ambientalmente o descarte desse resíduo sólido. Os resultados demonstraram que mesmo com a incorporação dos teores de Resíduos do Caroço de Açaí - RCA, as propriedades de resistência mecânica, porosidade aparente e absorção mantiveram-se dentro dos padrões mínimos. Destaca-se que o teor de 10% de cinza como substituto parcial da argila vermelha foi a que apresentou melhor desempenho nas propriedades tecnológicas avaliadas. Constatou-se que a cinza do caroço do açaí possui viabilidade técnica e ambiental quando inserido de forma parcial, possibilitando zerar o RCA através das indústrias cerâmicas, pois o resíduo da cinza que era gerado após a queima nos fornos, poderá ser incorporado como matéria prima nos próprios produtos cerâmicos.

RESUMO Nos últimos anos, observa-se uma crescente utilização de adições minerais na produção de cimento Portland e de concretos com o intuito de melhorar as propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade desses materiais, além dos benefícios econômicos e ambientais, já que essas adições geralmente são resíduos ou subprodutos industriais. Considerando que a indústria de cerâmica vermelha do Brasil gera uma elevada quantidade de resíduos no processo de produção, existe um passivo ambiental e um custo elevado relacionados a esses resíduos. Uma alternativa de aproveitamento consiste na sua utilização como adição mineral na produção de cimento Portland e concreto. Assim, o presente trabalho avalia a utilização de resíduos de cerâmica vermelha na produção de concreto autoadensável. Além das propriedades de autoadensabilidade no estado fresco, foram determinadas as propriedades físicas e mecânicas no estado endurecido. Os resultados demonstram que o material possui um grande potencial para utilização na produção de concreto autoadensável, inclusive aqueles de alta resistência. ABSTRACT In recent years, there has been an increasing use of mineral additions in the production of Portland cement and concrete in order to improve the physical, mechanical and durability properties of these materials, in addition to economic and environmental benefits as these additions are generally industrial waste or byproducts. Whereas the red clay industry in Brazil generates a high amount of waste from the production process, there is an environmental liability and higher costs related to such waste. An alternative utilization is its incorporation as a mineral addition in the production of Portland cement and concrete. Thus, the present study evaluates the use of red clay industry waste in the production of self-compacting concrete. Besides the self-compacting properties in fresh state, physical and mechanical properties were evaluated in the hardened state. The results show that the material has a great potential for use in the production of self-compacting concrete, including those of high strength.

Nos ultimos anos, observa-se uma crescente utilizacao de adicoes minerais na producao de cimento Portland e de concretos com o intuito de melhorar as propriedades fisicas, mecânicas e de durabilidade desses materiais, alem dos beneficios economicos e ambientais, ja que essas adicoes geralmente sao residuos ou subprodutos industriais. Considerando que a industria de cerâmica vermelha do Brasil gera uma elevada quantidade de residuos no processo de producao, existe um passivo ambiental e um custo elevado relacionados a esses residuos. Uma alternativa de aproveitamento consiste na sua utilizacao como adicao mineral na producao de cimento Portland e concreto. Assim, o presente trabalho avalia a utilizacao de residuos de cerâmica vermelha na producao de concreto autoadensavel. Alem das propriedades de autoadensabilidade no estado fresco, foram determinadas as propriedades fisicas e mecânicas no estado endurecido. Os resultados demonstram que o material possui um grande potencial para utilizacao na producao de concreto autoadensavel, inclusive aqueles de alta resistencia. Palavras-chave: residuo; cerâmica vermelha; adicao mineral; cimento composto; concreto autoadensavel.

Resumo Atualmente, com a incorporação de adições minerais, é possível produzir cimentos compostos com características específicas para uma determinada aplicação. Além da economia associada à redução de energia e de clínquer, o crescimento da utilização desses cimentos deve-se ao seu melhor desempenho mecânico e de durabilidade quando comparado ao cimento comum. Neste contexto, no presente trabalho, o resíduo de cerâmica vermelha foi moído para a produção de uma adição mineral. Posteriormente, ele foi combinado com um cimento Portland de alta resistência inicial para a produção de cimentos compostos. Considerando os teores de clínquer e de material pozolânico estabelecidos em norma, foram produzidos em laboratório um cimento composto com pozolana e um cimento pozolânico. A composição química, as propriedades físicas (massa específica, área superficial específica, água da pasta de consistência normal, tempo de pega e estabilidade volumétrica) e mecânicas (resistência à compressão) desses cimentos foram determinadas e comparadas com as propriedades de cimentos compostos comerciais. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que os cimentos compostos produzidos em laboratório atenderam aos requisitos químicos e físicos das normas correspondentes. Quanto às propriedades mecânicas, esses cimentos apresentaram desempenho mecânico superior aos cimentos comerciais, com valores de resistência até 50% maior que os respectivos cimentos compostos comerciais. Assim, a pozolana obtida a partir de resíduos de cerâmica vermelha apresenta-se como uma potencial alternativa de adição mineral para a produção de cimento Portland. Abstract Nowadays, with the incorporation of mineral additions, it is possible to produce blended cements with specific properties for a given use. Besides cost savings associated with reduced energy and clinker, the increasing use of these cements is due to their better mechanical performance and durability compared to ordinary cement. In this context, in the present work, the red clay industry waste was ground to produce a mineral addition. Later it was combined with a high early strength Portland cement for the production of blended cements. Considering the content of clinker and pozzolanic material set in standards, a pozzolan-modified cement and a pozzolan cement were produced in the laboratory. The chemical composition, physical characteristics (density, specific surface area, normal consistency paste, setting time and soundness) and mechanical properties (compressive strength) of these cements were determined and compared with the properties of commercial cements. From the results, it was verified that the blended cements produced in the laboratory met the chemical and physical requirements of the corresponding standards. Regarding the mechanical properties, these cements showed superior mechanical performance compared to the commercial cements, with strength values up to 50% higher than the respective commercial blended cements. Thus, the pozzolan obtained from red clay industry waste is a potential alternative of mineral addition to the production of Portland cement.

Nowadays, environmental codes restrict the emission of particulate matters, which result in these residues being collected by plant filters. This basaltic waste came from construction aggregate plants located in the Metropolitan Region of Londrina (State of Paraná, Brazil). Initially, the basaltic waste was submitted to sieving (< 75 μm) and the powder obtained was characterized in terms of density and particle size distribution. The plasticity of ceramic mass containing 0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50% of basaltic waste was measured by Atterberg method. The chemical composition of ceramic formulations containing 0% and 20% of basaltic waste was determined by X-ray fluorescence. The prismatic samples were molded by extrusion and fired at 850 °C. The specimens were also tested to determine density, water absorption, drying and firing shrinkages, flexural strength, and Young's modulus. Microstructure evaluation was conducted by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and mercury intrusion porosimetry. Basaltic powder has similar physical and chemical characteristics when compared to other raw materials, and contributes to ceramic processing by reducing drying and firing shrinkage. Mechanical performance of mixtures containing basaltic powder is equivalent to mixtures without waste. Microstructural aspects such as pore size distribution were modified by basaltic powder; albite phase related to basaltic powder was identified by X-ray diffraction. Resumo Atualmente, os códigos ambientais restringem a emissão de material particulado, resultando em um resíduo coletado por filtros. Este resíduo basáltico é proveniente de plantas de produção de agregados para construção, situadas na Região Metropolitana de Londrina, PR (Brasil). Inicialmente, o resíduo basáltico foi submetido a peneiramento (< 75 µm) e o pó obtido foi caracterizado em termos de distribuição do tamanho das partículas. A plasticidade de massas cerâmicas contendo 0, 10, 20, 30, 40 e 50% de resíduo basáltico foi medida pelo método de Atterberg. A composição química de formulações cerâmicas contendo 0 e 20% de resíduo basáltico foi determinada por meio de fluorescência de raios X. Corpos de prova prismáticos foram moldados por extrusão e queimados a 850 °C, e determinadas a densidade, a absorção de água, as retrações na secagem e na queima, a resistência à tração na flexão e o módulo de Young das amostras. A microestrutura foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e porosimetria de intrusão de mercúrio. O pó de basalto apresenta características físicas e químicas similares quando comparado às outras matérias-primas, e contribui para o processamento cerâmico pela redução das retrações na secagem e na queima. O desempenho mecânico da mistura contendo pó basáltico é equivalente à mistura sem pó. Aspectos microestruturais, como a distribuição do tamanho dos poros, são modificados pelo pó basáltico; a fase albita relacionada ao pó de basalto foi identificada por meio de difração de raios X.

Sustainable development drives companies to take steps to assist in minimizing the environmental impact. In the state of Paraiba there are about 140 red ceramic enterprises daily discarding lot of waste from failures of the production system. This type of waste is not easily reincorporated in nature, constituting a product which causes environmental impact. This research seeks to do the complete characterization of this material aimed at its use in mortar with Portland cement. The residue was collected in a partner industry and reduced through three different methods of fineness analysis, when it chose the most convenient. Then were made the chemical, mineralogical, physical characterization and pozzolanic activity by three methods: with lime; Portland cement; and the Chappelle modified method. They used two ceramic residues: blocks and roof tiles. The same time, were also featured two pozzolans used in local cement factories and two industrial metacaulins. The results indicated that the residue in the study did not deal with a very reactive pozzolan, because of the relatively low degree of amorphization, demonstrated by the Rietveld method. However, they performed well in the test pozzolanic activity with lime. The ceramic waste were then used as a cement replacement material in an industrialized mortar, at 0%; 10%; 15%, 20% and 25% content. Properties were obtained such as density, water retention, ultrasonic wave propagation velocity, dynamic modulus of elasticity and compressive strength at ages 7, 28 and 56 days, as well as to analyze water absorption by capillarity. The results showed the presence of ceramic wastes slightly interfere in the mortar properties, allowing to obtain loads close to the reference mortar with Portland cement economy. On day 56, all exceeded 5 MPa of resistance. In addition, a flowable mortar for flooring was developed. Made fluidity study of the paste, has come up to a 20% cement replacement content with good rheology and load higher than 20 MPa. Therefore, the industrial residue in question has strong potential application in mortars, and their use therein on a large scale can make the most ecologically clean business partner, setting an example for the local ceramist branch, and contribute to the sustainable development of the region. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O desenvolvimento sustentável impulsiona as empresas a tomar medidas que auxiliem na minimização dos seus impactos ambientais. No Estado da Paraíba existem cerca de 140 empresas de cerâmica vermelha descartando diariamente grande quantidade resíduos oriundos de falhas do sistema produtivo. Esse tipo de resíduo não é facilmente reincorporado na Natureza, constituindo-se um produto que causa impacto ambiental. Esta pesquisa procura fazer a caracterização completa desse material visando seu emprego em argamassa à base de cimento Portland. O resíduo foi coletado em uma indústria parceira e foi cominuído, passando por três diferentes métodos de análise de finura, quando se escolheu a mais conveniente. Em seguida, foram feitas as caracterizações química, mineralógica, física e de atividade pozolânica por três métodos: com cal; com cimento Portland; e pelo método de Chapelle modificado. Foram usados dois resíduos cerâmicos: de blocos e de telhas. Ao mesmo tempo, foram também caracterizadas duas pozolanas usadas em fábricas de cimento locais e dois metacaulins industriais. Os resultados indicaram que os resíduos em estudo não se tratam de uma pozolana muito reativa, por conta do relativamente baixo grau de amorficidade, demonstrado pelo método de Rietveld. No entanto, apresentaram bom desempenho no ensaio de atividade pozolânica com cal. Os resíduos cerâmicos foram, então, usados como material de substituição do cimento em uma argamassa industrializada, nos teores de 0%; 10%; 15%, 20%, e 25%. Foram obtidas propriedades como densidade, retenção de água, velocidade de propagação de onda ultrasônica, módulo de elasticidade dinâmico e resistência à compressão nas idades de 7, 28 e 56 dias, além de se analisar a absorção de água por capilaridade. Os resultados indicam que a presença dos resíduos cerâmicos interferem pouco nas propriedades das argamassas, permitindo a obtenção de resistências próximas daquela da argamassa de referência, com economia de cimento Portland. Aos 56 dias, todas elas superaram a resistência de 5 MPa. Também foi desenvolvida uma argamassa de alta fluidez para revestimento de pisos. Feito o estudo de fluidez da pasta, chegou-se a um teor de substituição de cimento de 20% com boa reologia e resistência superior a 20 MPa. Portanto, o resíduo industrial em questão tem forte potencialidade de aplicação em argamassas, e seu emprego nelas em alta escala pode tornar a empresa parceira ecologicamente mais limpa, servindo de exemplo para o ramo ceramista local, além de contribuir para o desenvolvimento sustentável da região.

Durante suas operações, a indústria petrolífera gera uma grande quantidade de resíduos, dentre eles, o cascalho de perfuração. O controle dos impactos ambientais causados devido a esses resíduos representa um grande desafio. Tais impactos podem ser minimizados quando é dado um gerenciamento adequado, sendo convenientemente tratados e corretamente dispostos ou quando reciclados. As propriedades dos materiais cerâmicos podem ser fortemente influenciadas quando adicionado um resíduo à sua composição. Este trabalho tem como objetivo estudar a incorporação do resíduo de cascalho de perfuração de poços de petróleo na massa padrão para fabricação de cerâmica vermelha proveniente de uma indústria cerâmica do município de São Gonçalo do Amarante/RN. O sucesso da incorporação pode minimizar custos na produção das peças cerâmicas e diminuir os impactos ambientais gerados pelo resíduo. As matérias-primas utilizadas foram coletadas e caracterizadas, sendo formuladas com os percentuais de 0, 20 e 40% em substituição de massa por resíduo, foram sinterizadas nas temperaturas de 900, 1.010 e 1.120 °C utilizando patamares de queima de 30min, 1h30min e 2h30min com base em um planejamento fatorial 2³. Em seguida amostras foram submetidas aos ensaios de Absorção de Água, Retração Linear de Queima, Tensão de Ruptura à Flexão, Porosidade Aparente, Massa Especifica Aparente e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) da seção de ruptura. Os resultados mostraram que é possível a utilização do resíduo para a fabricação de produtos da cerâmica vermelha (telhas, tijolos maciços e tijolos furados) substituindo-se a argila em até 40%, atendendo aos requisitos exigidos pela norma e pela literatura para as propriedades tecnológicas do produto final. During its operations, the oil industry generates a lot of waste, including gravel from drilling. Control of environmental impacts caused by this waste represents a major challenge. Such impacts can be minimized when it is given an appropriate management by being properly treated and properly disposed or recycled. The properties of these materials can be greatly influenced when a waste is added to its composition. This work aims to study the incorporation of gravel waste oil-well drilling in the standard body for production of red ceramic from a ceramic industry in São Gonçalo do Amarante / RN. The success of the incorporation can minimize costs in the production of ceramic pieces and reduce the environmental impacts caused by waste. The raw materials used were collected, characterized, and formulated with the percentages of 0%, 20% and 40% by weight of substitution of residue were synthesized at temperatures of 900, 1.010 and 1.120 °C using 30 minute firing intervals, 1 hour and 30min and 2 hours and 30 minutes, based on a factorial design 2³. Samples were then subjected to the tests of Water Absorption, Linear Retraction Firing, Flexural Rupture Strength, Apparent Porosity and Apparent Specific mass and Scanning Electron Microscopy (SEM) of break section. The results showed that the use of the residue for the manufacture of the ceramic products is possible (tiles, bricks and massive hollow bricks) replacing the clay to 40%, meeting the requirements of the standard and the literature for the technological properties of the final product.

Este artigo é fruto de uma pesquisa que tem por objetivo melhorar as propriedades tecnológicas de uma massa de cerâmica vermelha utilizada para fabricação de telhas no município de Campos dos Goytacazes-RJ, com incorporação de resíduo da serragem de granito da região de Cachoeiro de Itapemirim-ES. Os resultados demonstraram que o resíduo da serragem de granito se constitui como uma alternativa tecnológica para a melhoria da qualidade das telhas cerâmicas atualmente fabricadas na região de Campos dos Goytacazes. Além disso, o segmento de cerâmica vermelha pode-se constituir como uma alternativa ambientalmente correta para o descarte deste tipo de resíduo.

Este trabalho tem como objetivo incorporar resíduo de gemas (lodo da serra de corte das gemas), produzido em uma empresa de lapidação de ametistas e ágatas, à massa cerâmica vermelha utilizada para a produção de tijolos maciços. As matérias-primas foram submetidas a ensaios de fluorescência de raios X, difração de raios X e análise granulométrica, para caracterização mineralógica e físico-química. Foram preparados corpos de prova com 0%, 5%, 9%, 13% e 17% de resíduo adicionado à massa cerâmica, em massa. As propriedades físicas estudadas foram a resistência à compressão, a retração linear, a absorção de água e a massa específica, de acordo com norma técnica vigente. Os resultados mostraram que é possível incorporar até 5% de resíduo na massa cerâmica. This work aims to incorporate gems waste (sludge saw cutting of gems), produced in an amethyst and agate firm cut, in the red ceramic body used for the production of solid bricks. The raw materials were tested by X-ray fluorescence, X-ray diffraction and granulometric distribution analysis, for characterize the mineralogy and physical chemistry of materials. Samples were prepared with 0%, 5%, 9%, 13% and 17% waste added to the ceramic body by mass. The physical properties studied were compressive strength, linear shrinkage, water absorption and density in accordance with current technical standard. The results showed that it is possible to incorporate up to 5% of waste in bulk ceramics.

Submitted by Ana Paula Lisboa Monteiro (monteiro@univates.br) on 2011-08-17T21:32:33Z No. of bitstreams: 1 FernandoBruxel.pdf: 4182209 bytes, checksum: eedb78b0c442c345590b2b97c3fbb1a1 (MD5) Made available in DSpace on 2011-08-17T21:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandoBruxel.pdf: 4182209 bytes, checksum: eedb78b0c442c345590b2b97c3fbb1a1 (MD5) Numa época repleta de novos conceitos ambientais, quando se busca alcançar um desenvolvimento sustentável para preservar as condições adequadas de vida às gerações futuras, a produção de resíduos é um dos problemas a serem resolvidos, ou pelo menos, minimizados. Uma das alternativas muito estudada ultimamente, é a introdução de alguns desses resíduos na massa cerâmica para a fabricação de tijolos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi adicionar o resíduo (lodo) oriundo do corte de gemas na matéria-prima usada para produzir tijolos cerâmicos. Foram preparados corpos de prova com 0%, 5%, 9%, 13% e 17% de resíduo adicionado em peso. A composição química da massa cerâmica e do lodo de serra foi avaliada por meio de Espectrometria de Fluorescência de Raios X e Espectrometria de Absorção Atômica. As análises físicas estudadas foram: a retração linear, a absorção de água, a resistência mecânica à compressão, a homogeneidade e a densidade de acordo com a norma técnica vigente. Após a realização das análises foi constatado que é possível a utilização de lodo de serra na massa cerâmica. Devido ao fato de o resíduo (lodo) ser formado por grande quantia de sílica, poderia se investigar o seu uso em outros produtos mais nobres, como produtos da cerâmica branca (pisos, azulejos, louça, etc.).

O processo de soldagem a arco submerso é empregado em grande escala na indústria metal-mecânica. No entanto, este processo gera enorme quantidade de resíduo de escória. Em geral, este resíduo vem sendo disposto em lixões. Nos últimos anos, a área de cerâmica tem atraído grande atenção para reciclagem de resíduos industriais. Neste trabalho foi feito um estudo objetivando avaliar a influência do resíduo de escória de fluxo de soldagem sobre as propriedades tecnológicas de argamassa de múltiplo uso e cerâmica vermelha para uso na construção civil. O resíduo de escória de fluxo de soldagem foi caracterizado em relação à composição química, difração de raios X, análise do tamanho de partículas e massa específica real. A argamassa foi preparada com a incorporação de resíduo de escória de soldagem em substituição total de areia natural (agregado miúdo tradicional). As argamassas foram caracterizadas em termos de consistência, densidade de massa no estado fresco, teor de ar incorporado e resistência à compressão. Análise microestrutural das argamassas foi feita via MEV. Foi preparada também uma série de misturas argila/resíduo contendo até 10% em peso de resíduo de escória de fluxo de soldagem. As peças cerâmicas foram preparadas por prensagem uniaxial e queimadas entre 850 ºC e 950 ºC. As peças queimadas foram caracterizadas quanto à retração linear, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente e tensão de ruptura à flexão. Os resultados mostraram que o resíduo de escória de fluxo de soldagem pode substituir areia natural como agregado miúdo em argamassa de múltiplo uso. Além do mais, o resíduo de escória pode ser incorporado em cerâmica vermelha (tijolos e blocos cerâmicos) como substituto parcial de argila natural. The submerged-arc welding process is widely used in the metal-mechanic industry. However, this process generates huge amounts of slag waste. In general, this waste has been disposal in private waste deposits. In recent years, the ceramic area has attracted great attention for recycling of industrial wastes. In this work a study was done aiming evaluate the influence of the welding flux slag waste on the technological properties of multiple use mortar and red ceramics for use in civil construction. The waste sample was characterized regarding to chemical composition, X-ray diffraction, particle size analysis, and real density. The mortar was incorporated with welding flux slag waste in total substitution of natural sand (traditional small aggregate). The prepared mortars were characterized regarding to consistency, fresh state density, incorporated air content, and compressive strength. Microstructural analysis of the mortars was done via SEM. In addition, a series of clay/waste mixtures also was prepared with up to 10 wt.% of welding flux slag waste. The ceramic pieces were prepared by uniaxial pressing and fired between 850 ºC and 950 ºC. The following technological properties after firing were determined: linear shrinkage, water absorption, apparent porosity, apparent specific mass, and flexural strength. The results show that the welding flux slag waste could replace the natural sand as small aggregate in multiple use mortar. In addition, the welding flux slag waste also could be incorporated into red ceramics (bricks and ceramic blocks) as partial replacement of natural red clay.

Foi avaliado o efeito da substituição de areia por um resíduo de beneficiamento de rocha ornamental, finos de gnaisse, em uma massa de cerâmica vermelha utilizada para fabricação de telhas. Foram preparadas telhas prensadas, do tipo "portuguesa", para queima a 900 ºC em forno industrial. As seguintes propriedades foram determinadas: retração linear, absorção de água e carga de ruptura na flexão. Além disso, avaliaram-se as características das matérias-primas e a plasticidade das composições por meio dos limites de Atterberg. Os resultados indicaram que a utilização de finos de gnaisse em substituição à areia possibilitou uma melhoria na trabalhabilidade/plasticidade da massa cerâmica e acarretou uma pequena redução na absorção de água das telhas. A resistência mecânica não se alterou, dentro da precisão estatística das medidas. The effect of replacing sand for gnaisse sawing waste into a red ceramic body used for roofing tile fabrication was evaluated. Pressed roofing tiles, "portuguese" style, were prepared before firing at 900 ºC in an industrial furnace. The following properties were evaluated: linear shrinkage, water absorption and load rupture strength. The plasticity of the elaborated compositions was determined by the Atterberg limits. The results show that the use of gnaisse fines replacing the sand, improved the workability of the ceramic body and promoted a slight decrease on the water absorption of the roofing tiles. The mechanical strength was not changed within the statistical error.

Foram investigados os efeitos da adição de um lodo de estação de tratamento de água nas características físicas e mecânicas de uma cerâmica preparada com massa argilosa (cerâmica vermelha). O lodo "bruto" apresentou partículas grossas e angulares (tamanho médio ~200 µm), elevado teor de ferro (73,0% Fe2O3 para 12,6% SiO2, 8,6% Al2O3, 5,2% CaO) e predominância de composto com estrutura amorfa. O lodo calcinado a 1000 °C transformou-se principalmente nas fases hematita e magnetita e as partículas mantiveram a forma original. O lodo bruto foi adicionado em uma massa cerâmica industrial em frações de 0 (controle), 2, 5 e 10% em peso. Os corpos prensados foram sinterizados a 950, 1000 e 1050 °C em forno elétrico. A adição de lodo causou diminuição da resistência à flexão do corpo seco, devido à redução da retração linear de secagem. A temperatura máxima de sinterização da cerâmica com lodo, para a não ocorrência de retração linear excessiva, foi diminuída para ~1000 °C. Até esta temperatura, a incorporação do lodo pouco afetou a retração linear da cerâmica, mas aumentou a absorção de água e diminuiu a resistência à flexão. Os efeitos deletérios da incorporação do lodo foram associados à formação de microtrincas ao redor das partículas do lodo, que pouco interagiu com a matriz argilosa. A calcinação ou a cominuição do lodo possibilitou aumentar a resistência à flexão, pela diminuição da severidade das microtrincas.

Foram investigados os efeitos da adição de um lodo de estação de tratamento de água nas características físicas e mecânicas de uma cerâmica preparada com massa argilosa (cerâmica vermelha). O lodo "bruto" apresentou partículas grossas e angulares (tamanho médio ~200 µm), elevado teor de ferro (73,0% Fe2O3 para 12,6% SiO2, 8,6% Al2O3, 5,2% CaO) e predominância de composto com estrutura amorfa. O lodo calcinado a 1000 °C transformou-se principalmente nas fases hematita e magnetita e as partículas mantiveram a forma original. O lodo bruto foi adicionado em uma massa cerâmica industrial em frações de 0 (controle), 2, 5 e 10% em peso. Os corpos prensados foram sinterizados a 950, 1000 e 1050 °C em forno elétrico. A adição de lodo causou diminuição da resistência à flexão do corpo seco, devido à redução da retração linear de secagem. A temperatura máxima de sinterização da cerâmica com lodo, para a não ocorrência de retração linear excessiva, foi diminuída para ~1000 °C. Até esta temperatura, a incorporação do lodo pouco afetou a retração linear da cerâmica, mas aumentou a absorção de água e diminuiu a resistência à flexão. Os efeitos deletérios da incorporação do lodo foram associados à formação de microtrincas ao redor das partículas do lodo, que pouco interagiu com a matriz argilosa. A calcinação ou a cominuição do lodo possibilitou aumentar a resistência à flexão, pela diminuição da severidade das microtrincas. The effect of addition of sludge from water treatment plant on the physical and mechanical properties of a structural clay ceramic (red tile) was investigated. Raw sludge presented large and angular particles (average size of ~200 µm) with high iron content (73.0% Fe2O3, 12.6% SiO2, 8.6% Al2O3, 5.2% CaO), and predominantly amorphous structure. After heating at 1000 °C the sludge presented hematite and magnetite as predominant phases, and the particles remained with original shape. Raw sludge was added to an industrial clay in the fractions of 0 (control sample), 2, 5, and 10 mass%. Pressed bodies were sintered at 950, 1000, and 1050 °C in an electric furnace. The sludge addition caused the lowering of flexural strength of dried body because of the decreasing of linear shrinkage of drying. The maximum sintering temperature of samples, in order to avoid over-firing, was reduced to 1000 °C. Up to this temperature, sludge addition did not affect significantly the linear shrinkage of the ceramic, but tend to increase the water absorption and lower the flexural strength. The deleterious effects of sludge addition were associated to the formation of microcracks around the sludge particles. Sludge did not react very much with the clay matrix. Calcining or milling the sludge resulted in an increase of flexural strength, by the lowering of microcrack severity.

Este trabalho tem por objetivo caracterizar um resíduo siderúrgico, a lama de alto forno, e avaliar o efeito da sua incorporação até 20% em peso nas propriedades e na microestrutura de uma massa argilosa. O resíduo foi submetido a ensaios de caracterização mineralógica, química, física e morfológica. Foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial a 20 MPa para queima em forno de laboratório a 900 ºC. As propriedades físicas e mecânicas avaliadas foram: retração linear, absorção de água e tensão de ruptura à flexão. A microestrutura das cerâmicas queimadas foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a lama de alto forno é constituída predominantemente de compostos de ferro e de material carbonoso. A granulometria deste resíduo é favorável à incorporação em cerâmica vermelha. Entretanto, o resíduo ocasionou um efeito deletério nas propriedades físicas e mecânicas da cerâmica queimada. This work has for objective to characterize a steel making plant waste, the blast furnace sludge, and to evaluate the effect of its incorporation, up to 20 wt.%, on the properties and microstructure of a clayey ceramic used for the fabrication of bricks and roofing tiles. The waste was submitted to mineralogical, chemical and physical tests. In order to determine the physical and mechanical properties such as linear shrinkage, water absorption and flexural rupture strength, specimens were prepared by uniaxial mold-press at 20 MPa and then fired in a laboratory furnace at 900 ºC. The microstructure of the fired ceramics was evaluated by scanning electron microscopy. The results showed that the blast furnace sludge is predominantly composed of iron compounds and carbonaceous material. The particle size of the waste is appropriated for its incorporation into red ceramics. However, the waste incorporation resulted in deleterious effect on the physical and mechanical properties on the fired ceramics.

Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da incorporação de até 20% em peso de lama fina de aciaria, proveniente de uma indústria siderúrgica integrada, na microestrutura de argila caulinítica utilizada para a fabricação de tijolos e telhas, bem como avaliar a inertização de elementos potencialmente tóxicos através de ensaios de lixiviação e solubilização na cerâmica incorporada. Corpos-de-prova foram obtidos por prensagem uniaxial a 18 MPa e queimados a 900ºC. A microestrutura na região de fratura, originada em ensaio de resistência à flexão dos corpos-de-prova queimados, foi observada por microscopia eletrônica de varredura. A identificação das fases cristalinas de queima foi realizada por difração de raios-X. Os resultados indicaram que a lama fina de aciaria contribui para o incremento de hematita na cerâmica queimada e que sua incorporação em 20% em peso altera a microestrutura da cerâmica argilosa criando regiões de falhas que contribuem para o decréscimo da resistência mecânica da argila. This work has as its objective to evaluate the effect of incorporation of up to 20 wt.% of fine steel sludge, from an integrated siderurgic plant, on the microstructure of a kaolinitic clay used to the fabricate bricks and roofing tiles, as well as to evaluate the inertization of potentially toxic elements through solution and leaching tests in the incorporated ceramic. Specimens were obtained by 18 MPa uniaxial pressure and than fired in laboratory furnace at 900ºC. The microstructure of the fractured region, obtained from the mechanical strength test of the fired specimens, was observed by scanning electron microscopy. The identification of the fired crystalline phases was done by X-ray diffraction. The results indicated that the fine steel sludge contributes to the increment of hematite on the fired ceramic and its incorporation up to 20 wt.% changes the microstructure of the clayey ceramic creating voids that contributing to decrease the mechanical strength.

Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da substituição de areia por um gnaisse de granulometria fina, tido como resíduo no processo de beneficiamento desse em uma massa de cerâmica vermelha utilizada para fabricação de telhas. Foram preparados corpos-de-prova por prensagem uniaxial para queima em forno de laboratório nas temperaturas de 850, 950 e 1050ºC. As seguintes propriedades foram determinadas: plasticidade, retração linear, absorção de água e tensão de ruptura à flexão. Os resultados indicaram que a utilização de gnaisse fino em substituição à areia não alterou a trabalhabilidade da massa e possibilitou um incremento significativo da resistência mecânica da cerâmica após queima. This work has for objective to evaluate the effect of the replacing of sand by gnaisse sawing waste into a red ceramic body used for roofing tile fabrication. Specimens were then prepared by uniaxial pressing at 20 MPa before firing at 850, 950 and 1050ºC in a laboratory furnace. The following properties were evaluated: plasticity, linear shrinkage, water absorption and flexural rupture strength. The results showed that the use of gnaisse fines by replacing the sand did not change the workability of the body and promoted a significant increase on the mechanical strength of the fired ceramic.