Aditivo dual para matrizes de cimento Portland.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Carvalho, Victor Rezende
Orientador(a): Peixoto, Ricardo André Fiorotti, Baeta, Bruno Eduardo Lobo
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Escória - metalurgia - escória de aciaria
Lignina - Lignina Organosolv
Polímeros - aditivos - lignina
Resíduos industriais
Cimento Portland
Link de acesso: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/17385
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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O bagaço de cana-de-açúcar, por outro lado, é um resíduo da indústria sucroalcooleira do qual pode ser extraída a lignina, um polímero natural que apresenta propriedades plastificantes quando adicionado em concretos e argamassas. Nesse sentido, este trabalho propõe a elaboração de um Aditivo Dual (AD), a partir da incorporação de escória de aciaria e aditivo à base de lignina em matrizes de cimento Portland. Resíduos de diferentes etapas do pós-processamento de uma escória de aciaria LD foram beneficiados e transformados em powders LD. Licores residuais à base de lignina foram avaliados como aditivos plastificantes. Os licores foram extraídos do bagaço de cana-de-açúcar pelo pré-tratamento Organosolv utilizando diferentes teores de água. Após caracterização dos materiais, foram definidos um powder LD e um aditivo à base de lignina para a produção dos ADs. As proporções de aditivo e powder LD nos ADs foram definidas por duas estratégias de dosagem, que deram origem aos aditivos AD1 (40% em massa de powder LD e 60% de aditivo) e AD2 (50% em massa de cada material). Por fim, matrizes de cimento não aditivadas (REF) e matrizes contendo 5, 10 e 15% de AD1, AD2 e sílica em suspensão comercial (SS) em relação à massa de cimento foram avaliadas nos estados fresco e endurecido. Os resultados obtidos no estado fresco indicaram que todas as dosagens de AD1 e AD2 promoveram aceleração do tempo inicial e retardo significativo do tempo final de pega. Ainda, o maior teor de aditivo à base de lignina no AD1 favoreceu o seu desempenho plastificante. Na dosagem de 15%, o AD1 promoveu um espalhamento de 210,3 mm, enquanto o AD2 promoveu um espalhamento de 190,1 mm no ensaio de índice de consistência. A dosagem de 15% de SS promoveu um espalhamento de 166,1 mm e a matriz REF apresentou um espalhamento mínimo (120 mm). No estado endurecido, todas as dosagens de AD1 e AD2 contribuíram para o incremento de resistência à compressão em relação à matriz REF. Os acréscimos de resistência observados aos 56 dias foram de até 29% para as argamassas contendo AD1 e 34% para as argamassas contendo AD2. Verificou-se ainda que todas as dosagens de AD1 e AD2 promoveram um refinamento significativo da estrutura de poros das matrizes de cimento. O presente trabalho oferece novas possibilidades para o uso de resíduos industriais em compósitos à base de cimento e contribui para o desenvolvimento sustentável, tecnológico e econômico na construção civil e na indústria.Steel slag is a residue from the steel industry that can be used as a mineral admixture, improving the mechanical and physical properties of cement-based composites. On the other hand, sugarcane bagasse is a residue from the sugar-alcohol industry from which lignin can be extracted, a natural polymer that has plasticizing properties when added to concretes and mortars. In this sense, this work proposes the production of a Dual Admixture from the incorporation of steel slag and lignin-based admixture in Portland cement-based composites. Different types of basic oxygen furnace slags (BOFS) powders were evaluated as mineral admixtures. The BOFS were generated in a steel slag aggregates processing plant. Lignin-based residual liquors were evaluated as plasticizers. The liquors were extracted from sugarcane bagasse by an Organosolv pretreatment using different water contents. After characterizing the materials, a BOFS powder and a lignin-based admixture were chosen for the production of the Dual admixtures. The proportions of lignin-based admixture and BOFS powder in the Dual admixtures were defined by two dosing strategies, which led to the production of AD1 (composed of 40 wt.% of BOFS powder and 60 wt.% of lignin-based admixture) and AD2 (composed of 50 wt.% of each material). Finally, matrices without mineral admixture (REF) and matrices containing 5, 10, and 15 wt.% of AD1, AD2, and commercial suspended silica (SS) were evaluated in the fresh and hardened states. The results obtained in the fresh state indicated that all AD1 and AD2 dosages promoted an acceleration in the initial setting time and significant retardation in the final setting time. Furthermore, the higher content of lignin-based admixture in AD1 contributed to its plasticizing performance. At the 15 wt.% content, AD1 promoted a spread of 210.3 mm, while AD2 promoted a spread of 190.1 mm in the flow test. For the same test, the 15 wt.% content of SS promoted a spread of 166.1 mm and the REF matrix presented a minimum spread (120 mm). In the hardened state, all AD1 and AD2 contents contributed to an increase in compressive strength compared to the REF matrix. The increases in strength observed at 56 days were up to 29% for mortars containing AD1 and 34% for mortars containing AD2. Also, all contents of AD1 and AD2 promoted a significant refinement in the pore structure of the cement-based composites. The present work offers new possibilities to use industrial waste in cement-based composites and contributes to sustainable, technological, and economic development in civil construction and the industry.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 08/08/2022 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessEscória - metalurgia - escória de aciariaLignina - Lignina OrganosolvPolímeros - aditivos - ligninaResíduos industriaisCimento PortlandAditivo dual para matrizes de cimento Portland.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPORIGINALDISSERTAÇÃO_AditivoDualMatrizes.pdfDISSERTAÇÃO_AditivoDualMatrizes.pdfapplication/pdf5119589https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/3fa27872-6f4b-4004-8adc-55ccb5f848a6/downloada27d32eb8ee9579a0e48130cc2d24b0fMD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/a1950450-a713-4694-b96b-c71fa9c91fb8/download9868ccc48a14c8d591352b6eaf7f6239MD52falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/452bc189-68a9-47d9-97ce-f1b73ba6f95a/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILDISSERTAÇÃO_AditivoDualMatrizes.pdf.jpgDISSERTAÇÃO_AditivoDualMatrizes.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3669https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/95dc1042-3eb1-4702-a780-cf0321f46538/downloaddc23d163a0255ab2d28971536b466177MD54falseAnonymousREAD123456789/173852024-11-10 23:17:13.752http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/abertoopen.accessoai:repositorio.ufop.br:123456789/17385https://www.repositorio.ufop.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332024-11-11T02:17:13Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)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