Avaliação das propriedades mecânicas e termomecânicas em compósitos cerâmicos refratários utilizando cinza de casca de arroz e lodo de estação de tratamento de água

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Cardoso, Camila Vargas
• Orientador(a): Tier, Marco Antonio Durlo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
• Programa de Pós-Graduação: Mestrado Acadêmico em Engenharia
• Departamento: Campus Alegrete
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia; Cinza da casca de arroz; Água - Estações de tratamento; Propriedades mecânicas; Propriedades termomecânicas; Compósitos cerâmicos; Engineering; Rice husk ash; Water - Treatment stations; Mechanical properties; Thermomechanical properties; Ceramic composites
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/7775

De forma a minimizar os impactos ambientais, a utilização de resíduos agroindustriais para produção de novos materiais vêm sendo amplamente estudada nas últimas décadas. Visando desenvolver compósitos cerâmicos refratários (CCRs) mais sustentáveis a partir da utilização da cinza da casca do arroz (CCA) como fonte de sílica do lodo de estação de tratamento de água (LETA) como fonte de alumina e sílica, este estudo objetivou desenvolver e avaliar o desempenho de CCRs utilizando substituição parcial da argila caulim, em massa, por porcentagens de 10% de CCA e variações de 5%, 10% e 15% de LETA. Para caracterização das matérias-primas realizou-se os ensaios de fluorescência de raios X e granulometria à laser. A caracterização dos CCRs antes e após a queima foi realizada por difração de raios X. Foram avaliadas as propriedades físicas através de ensaios de retração linear de queima e variação de massa, densidade de massa aparente, porosidade aparente e absorção de água. O comportamento mecânico foi verificado através de ensaios de resistência à compressão e resistência à tração na flexão em três pontos. Para verificar o comportamento termomecânico, foi efetuado o ensaio de choque térmico. As fases químicas determinadas antes e após a sinterização corroboraram com os resultados de fluorescência de raios X. Foram encontradas fases típicas do sistema Al-Si, sendo que as substituições utilizadas contribuíram para formação de cristobalita, mulita, sillimanite e tridimita, bem como, com a diminuição da intensidade dos picos de quartzo. Em relação às propriedades mecânicas, a composição com 100% de argila caulim resultou em maior resistência à compressão e à tração na flexão. Dentre as composições utilizando substituição, o pior desempenho ocorreu para cerâmica com 10% de CCA enquanto o melhor desempenho ocorreu para cerâmica com 10% de CCA e 10%de LETA, sendo que em ambos os casos as misturas menos porosas foram as que demonstram melhor desempenho mecânico. No que tange à resistência ao choque térmico (RCT), o uso de LETA demonstrou ser benéfico, em especial a composição com 10% de CCA e 10% de LETA. A utilização de CCA e LETA demonstrou potencial para utilização com precursor cerâmico no desenvolvimento de refratários, sendo fontes sustentáveis de SiO2 e Al2O3. De modo geral, todos os novos refratários encontram-se dentro da faixa de utilização, demonstrando que são viáveis de utilização na indústria siderúrgica contribuindo com o desenvolvimento sustentável do país do ponto de vista técnico, ambiental e econômico.