Estudo de pastas de cimento Portland com adição de sílica extraída de cinzas de casca de arroz para a imobilização de cromo hexavalente

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Moura, Cristopher Antonio Martins de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Mato Grosso
Brasil
Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET) – Araguaia
UFMT CUA - Araguaia
Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://ri.ufmt.br/handle/1/5600
Resumo: The extensive generation of waste associated with human activities demands studies on treatment techniques and final disposal. The solidification stabilization process (S/S process) becomes relevant, especially when using Portland cement as a low-cost binder and which has wide alternatives of improving properties, such as the use of silica (SiO2) extracted from rice husk ash (RHA), an agrosilvopastoral residue. Thus, this work aims to report the evaluation of the mechanical properties, the hydration development and the capacity of Cr(VI) retention of pastes produced with Portland cement (PC) and the addition of SiO2 extracted from RHA. Initially, SiO2 was obtained, followed by steps of characterization of the starting materials, moving on to the step of production of PC pastes with additions in the proportions of 0,0%SiO2-0,0%K2Cr2O7, 0,0%SiO2-2,5%K2Cr2O7 and 0,6%SiO2-2,5%K2Cr2O7. In the next step, tests about resistance to compression, solubilization and characterization tests of the pastes were performed, among them scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), UV-VIS spectrophotometry and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIS). Regarding the outcomes, the XRD and the SEM of SiO2 indicated predominantly amorphous characteristics and grains mostly in the PC dimension range, respectively. The resistance to compression of the different traits, at the same ages (7, 28 or 91 days), in statistical terms, showed that the additions did not bring significant differences. The XRD of the pastes with K2Cr2O7 showed changes in the hydration process, especially in relation to the ettringite and portlandite phases, while the SEM of the pastes showed mainly the identification of acicular phases. The FTIS of the pastes of all the traces at all ages allowed us to observe typical bands, the main ones being related to the Si-O bond in the calcium silicate phases, Si-O in the C-S-H, bonds in the CO3 -2 functional group of calcite and O-H bonds in the Ca(OH)2. Despite presenting immobilization efficiencies between 99.82% and 99.87%, in the solubilization test, in statistical terms, there was no improvement of the property through the addition of SiO2 extracted from RHA, both at 7 days and at 28 days. Thus, considering the procedures and traces, it was concluded that the research objectives were met and it is suggested that the SiO2 extracted from RHA did not improve the pastes with K2Cr2O7, in relation to the analyzed parameters.
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Initially, SiO2 was obtained, followed by steps of characterization of the starting materials, moving on to the step of production of PC pastes with additions in the proportions of 0,0%SiO2-0,0%K2Cr2O7, 0,0%SiO2-2,5%K2Cr2O7 and 0,6%SiO2-2,5%K2Cr2O7. In the next step, tests about resistance to compression, solubilization and characterization tests of the pastes were performed, among them scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), UV-VIS spectrophotometry and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIS). Regarding the outcomes, the XRD and the SEM of SiO2 indicated predominantly amorphous characteristics and grains mostly in the PC dimension range, respectively. The resistance to compression of the different traits, at the same ages (7, 28 or 91 days), in statistical terms, showed that the additions did not bring significant differences. The XRD of the pastes with K2Cr2O7 showed changes in the hydration process, especially in relation to the ettringite and portlandite phases, while the SEM of the pastes showed mainly the identification of acicular phases. The FTIS of the pastes of all the traces at all ages allowed us to observe typical bands, the main ones being related to the Si-O bond in the calcium silicate phases, Si-O in the C-S-H, bonds in the CO3 -2 functional group of calcite and O-H bonds in the Ca(OH)2. Despite presenting immobilization efficiencies between 99.82% and 99.87%, in the solubilization test, in statistical terms, there was no improvement of the property through the addition of SiO2 extracted from RHA, both at 7 days and at 28 days. Thus, considering the procedures and traces, it was concluded that the research objectives were met and it is suggested that the SiO2 extracted from RHA did not improve the pastes with K2Cr2O7, in relation to the analyzed parameters.A extensa geração de resíduos associada às atividades humanas demanda estudos de técnicas de tratamento e disposição final. O processo de estabilização por solidificação (processo E/S) torna-se relevante, especialmente ao utilizar-se do cimento Portland como ligante de baixo custo e que possui amplas alternativas de aprimoramento de propriedades, como a utilização de sílica (SiO2) extraída de cinzas de casca de arroz (CCA), um resíduo agrossilvopastoril. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo relatar a avaliação das propriedades mecânicas, o desenvolvimento da hidratação e a capacidade de retenção de Cr(VI) de pastas produzidas com cimento Portland (CP) e adição de SiO2 extraída de CCA. Inicialmente foi obtida a SiO2, seguida de etapas de caracterização dos materiais de partida, passando para a etapa de produção de pastas de CP com adições nas proporções 0,0%SiO2-0,0%K2Cr2O7, 0,0%SiO2- 2,5%K2Cr2O7 e 0,6%SiO2-2,5%K2Cr2O7. Na etapa seguinte, foram executados ensaios de resistência à compressão, solubilização e ensaios de caracterização das pastas, dentre eles microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), espectrofotometria UV-VIS e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Com relação aos resultados, a DRX e a MEV da SiO2 indicaram características predominantemente amorfas e grãos majoritariamente na faixa de dimensões do CP, respectivamente. A resistência à compressão dos diferentes traços, nas mesmas idades (7, 28 ou 91 dias), em termos estatísticos, demonstraram que as adições não trouxeram diferenças significativas. A DRX das pastas com K2Cr2O7 evidenciou alterações no processo de hidratação, especialmente com relação às fases etringita e portlandita, enquanto a MEV das pastas demonstrou principalmente a identificação de fases aciculares. A FTIR das pastas de todos os traços em todas as idades permitiu observar bandas típicas sendo as principais relativas a ligação Si-O nas fases silicatos de cálcio, Si-O no C-S-H, ligações no grupo funcional CO3 -2 da calcita e ligações O-H no Ca(OH)2. Apesar de apresentar eficiências de imobilização entre 99,82% a 99,87%, no ensaio de solubilização, em termos estatísticos, não constatou-se aprimoramento da propriedade através da adição de SiO2 extraída de CCA, tanto aos 7 dias quanto aos 28 dias. Dessa forma, considerando os procedimentos e traços, concluiu-se que os objetivos da pesquisa foram atendidos e sugere-se que a SiO2 extraída de CCA não trouxe o aprimoramento das pastas com K2Cr2O7, com relação aos parâmetros analisados.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET) – AraguaiaUFMT CUA - AraguaiaPrograma de Pós-Graduação em Ciência de MateriaisSouza, Karynne Cristina deResende, Jackson Antônio Lamounier Camargoshttp://lattes.cnpq.br/2938388317505882http://lattes.cnpq.br/4715089410877825Souza, Karynne Cristina de044.359.796-08http://lattes.cnpq.br/4715089410877825Fitaroni, Lays Batista010.886.851-61http://lattes.cnpq.br/3255144676315422044.359.796-08037.239.646-13Santos, Wagner Batista dos848.835.106-20http://lattes.cnpq.br/2954701220427351Tussolini, Martha053.271.329-00http://lattes.cnpq.br/3219081830140019Resende, Jackson Antônio Lamounier Camargos037.239.646-13http://lattes.cnpq.br/2938388317505882Moura, Cristopher Antonio Martins de2024-07-30T15:42:08Z2022-03-032024-07-30T15:42:08Z2022-02-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisMOURA, Cristopher Antonio Martins de. Estudo de pastas de cimento Portland com adição de sílica extraída de cinzas de casca de arroz para a imobilização de cromo hexavalente. 2022. 130 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Barra do Garças, 2022.http://ri.ufmt.br/handle/1/5600porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2024-07-31T07:01:36Zoai:localhost:1/5600Repositório InstitucionalPUBhttp://ri.ufmt.br/oai/requestjordanbiblio@gmail.comopendoar:2024-07-31T07:01:36Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false
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