Efeito da calcinação da magnésia precipitada sobre o processamento de cimentos de fosfato de magnésio.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2004
Autor(a) principal: Paula, Gustavo Rocha de
Orientador(a): Morelli, Márcio Raymundo lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/702
Resumo: It is great the interest for materials synthesized at room temperature because they represent an alternative for the current problems of energy. The class of magnesia phosphate cements belongs to this group, being mouldable ceramics that combine low density and good mechanical strength in a short period of time. The main disadvantage of these materials resides in their cost, even high if compared to Portland cement. The calcination stage of the magnesium oxide (MgO), necessary due to the high reactivity of that oxide with phosphates, is especially costly, besides the need of the addition of retardants to increase the setting time of these cements. The present work aimed to study forms of increasing the setting time of these cements and to evaluate alternatives to decrease the calcination temperature of MgO powders. Techniques such as X ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electronic microscopy, Hg porosimetry, He picnometry, and analyses of particle size distribution, specific surface area, apparent density and compression strength were used for the characterization of the calcined MgO powders and the cements. In a scientific-technological point of view, the main contribution of this work was the use of both liquid phase former additives and the microwave radiation for the calcination of MgO. In these conditions powders with appropriate particle size distributions and low specific surface areas were produced, which led to cements with longer reaction time and high mechanical strength. The microwave assisted calcination of MgO powders at 900 oC, with microwave absorbing raw materials, resulted in cements with superior properties when compared to those ones produced with powders calcined in conventional furnaces at 1100 oC. Another advantage was a heating rate five times faster and the temperature dwell four times shorter than those ones used in conventional firing. Such facts demonstrate the promising use of additives and the microwave firing to decrease the temperature of calcination of MgO and optimize the properties of magnesia phosphate cements.
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The calcination stage of the magnesium oxide (MgO), necessary due to the high reactivity of that oxide with phosphates, is especially costly, besides the need of the addition of retardants to increase the setting time of these cements. The present work aimed to study forms of increasing the setting time of these cements and to evaluate alternatives to decrease the calcination temperature of MgO powders. Techniques such as X ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electronic microscopy, Hg porosimetry, He picnometry, and analyses of particle size distribution, specific surface area, apparent density and compression strength were used for the characterization of the calcined MgO powders and the cements. In a scientific-technological point of view, the main contribution of this work was the use of both liquid phase former additives and the microwave radiation for the calcination of MgO. In these conditions powders with appropriate particle size distributions and low specific surface areas were produced, which led to cements with longer reaction time and high mechanical strength. The microwave assisted calcination of MgO powders at 900 oC, with microwave absorbing raw materials, resulted in cements with superior properties when compared to those ones produced with powders calcined in conventional furnaces at 1100 oC. Another advantage was a heating rate five times faster and the temperature dwell four times shorter than those ones used in conventional firing. Such facts demonstrate the promising use of additives and the microwave firing to decrease the temperature of calcination of MgO and optimize the properties of magnesia phosphate cements.É grande o interesse por materiais sintetizados a temperatura ambiente, pois representam uma alternativa para os atuais problemas de energia. Deste grupo faz parte a classe dos cimentos de fosfato de magnésio, cerâmicas moldáveis que combinam baixa densidade e boa resistência mecânica em curtos intervalos de tempo. A principal desvantagem destes materiais reside em seu custo, ainda elevado se comparado ao cimento Portland. A etapa de calcinação do óxido de magnésio (MgO), necessária devido a elevada reatividade desse óxido com fosfatos é sobretudo onerosa, sem falar da necessidade da adição de retardantes afim de aumentar o tempo de pega destes cimentos. O presente trabalho teve como objetivos estudar formas de se aumentar o tempo de pega destes cimentos, e avaliar alternativas para se diminuir a temperatura de calcinação do MgO. Para tanto foram utilizadas as técnicas de difratometria de raios X, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, porosimetria de Hg, picnometria de He, e medidas de distribuição de tamanhos de partículas, área superficial específica, densidade aparente e resistência mecânica a compressão para caracterização dos pós de MgO e dos cimentos. Sob o ponto de vista cientifico-tecnológico, a principal contribuição deste trabalho foi o emprego tanto de aditivos formadores de fase líquida quanto do forno de microondas para a calcinação do MgO. Nessas condições foram obtidos pós com adequada distribuição de tamanhos de partículas e baixa área superficial, que levaram a cimentos com maior tempo de reação e alta resistência mecânica. A calcinação do MgO em microondas à 900 oC, na presença de matérias primas absorvedoras desta radiação, resultou em cimentos com propriedades superiores aos obtidos com pós calcinados em forno convencional em temperaturas da ordem de 1100 oC. Outra vantagem foi a utilização de uma taxa de aquecimento cinco vezes maior e um tempo de patamar quatro vezes menor comparada à queima convencional. Tal fato vem a demonstrar o uso promissor da aditivação e da queima em forno de microondas para a diminuição da temperatura de calcinação do MgO e otimização das propriedades dos cimentos de fosfato de magnésio.Universidade Federal de Sao Carlosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarBRCimentoÓxido de magnésioFosfato de magnésioCalcinaçãoMicroondasAditivosCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAEfeito da calcinação da magnésia precipitada sobre o processamento de cimentos de fosfato de magnésio.Calcination effect of precipated magnesia on the processing of magnesia phosphate cements.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTeseGRP.pdfapplication/pdf18239191https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/702/1/TeseGRP.pdfde0d3db98bc2bc440699f5c776c8abcaMD51THUMBNAILTeseGRP.pdf.jpgTeseGRP.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6493https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/702/2/TeseGRP.pdf.jpg838260efb344b689c30928f639f92f04MD52ufscar/7022020-03-23 19:51:36.677oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/702Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-05-25T12:43:37.153408Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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