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https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/8658
Tipo: | Monografia |
Título: | Engenharia de materiais sustentáveis: desenvolvimento e avaliação de ligante de óxido de magnésio e resíduo agroindustrial |
Autor(es): | Piovesan, Maria Alice |
Primeiro Orientador: | Korf, Eduardo Pavan |
Primeiro coorientador: | Levandoski, William Mateus Kubiaki |
Primeiro membro da banca: | Treichel, Helen |
Segundo membro da banca: | Ferrazzo, Suéllen Tonatto |
Resumo: | O cimento Portland é amplamente utilizado na estabilização de solos, resíduos perigosos, rejeitos de mineração e outros materiais. No entanto, esse ligante apresenta baixa resistência ao ataque de certos contaminantes e sua cadeia produtiva é responsável pela elevada extração de recursos naturais, consumo energético e emissões de CO2. Diante disso, este estudo desenvolveu e avaliou um ligante alternativo produzido a partir de óxido de magnésio (MgO) e cinza de casca de arroz (CCA) como opção mais sustentável ao cimento Portland. Um planejamento experimental foi conduzido para investigar a resistência à compressão simples (RCS) das misturas, considerando diferentes teores do dispersante hexametafosfato de sódio (SHMP) e distintas razões MgO/CCA. O tempo e temperatura de cura foram fixados em 7 dias e 23 °C. As características químicas, mineralógicas e microestruturais das misturas foram avaliadas por FTIR, DRX e MEV/EDS. Os resultados indicaram que a RCS é influenciada significativamente por todos os fatores investigados, principalmente pelo teor de SHMP. A maior resistência registrada foi de 8,19 MPa, para a razão MgO/CCA de 1,5 e 4% de SHMP. No entanto, a formulação mais econômica, e estatisticamente equivalente em desempenho mecânico, foi obtida com a razão MgO/CCA de 1 e 3% de SHMP (8,03 MPa). A análise química revelou a formação progressiva do gel M–S–H, enquanto a análise mineralógica indicou fases principais de brucita (produto da hidratação do MgO) e cristobalita (proveniente da CCA). A análise microestrutural, por sua vez, apontou para a formação gradual do M–S–H e a persistência de fases não reagidas na matriz. |
Abstract/Resumen: | Portland cement is widely used in the stabilization of soils, hazardous waste, mining tailings, and other materials. However, this binder has low resistance to attack by certain contaminants, and its production chain is responsible for high extraction of natural resources, energy consumption, and CO₂ emissions. Given this, this study developed and evaluated an alternative binder produced from magnesium oxide (MgO) and rice husk ash (RHA) as a more sustainable option compared to Portland cement. An experimental design was conducted to investigate the unconfined compressive strength (UCS) of the mixtures, considering different contents of the dispersant sodium hexametaphosphate (SHMP) and varying MgO/RHA ratios. The curing time and temperature were fixed at 7 days and 23 °C. The chemical, mineralogical, and microstructural characteristics of the mixtures were evaluated using FTIR, XRD, and SEM/EDS. The results indicated that UCS is significantly influenced by all investigated factors, particularly the SHMP content. The highest recorded strength was 8.19 MPa, achieved with an MgO/RHA ratio of 1.5 and 4% SHMP. However, the most economical formulation, with statistically equivalent mechanical performance, was obtained with an MgO/RHA ratio of 1 and 3% SHMP (8.03 MPa). Chemical analysis revealed the progressive formation of M–S–H gel, while mineralogical analysis indicated the presence of brucite (a product of MgO hydration) and cristobalite (derived from RHA). Microstructural analysis, in turn, pointed to the gradual formation of M–S–H and the persistence of unreacted phases in the matrix. |
Palavras-chave: | Cinza de Casca de Arroz; Silicato Hidratado de Magnésio (M–S–H); Cimento Alternativo; Resistência à Compressão Simples; Caracterização Microestrutural |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal da Fronteira Sul |
Sigla da Instituição: | UFFS |
Faculdade, Instituto ou Departamento: | Campus Erechim |
Tipo de Acesso: | Acesso Embargado |
URI: | https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/8658 |
Data do documento: | Jul-2025 |
Aparece nas coleções: | Engenharia Ambiental |
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