Produção otimizada e caracterização de bloco sílico-calcário utilizando rejeito de mineração de carvão in natura

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Rogério Barbosa da
• Orientador(a): Matoski, Adalberto
• Banca de defesa: Matoski, Adalberto , Abdalla Filho, João Elias , Costa, Marienne do Rocio de Mello Maron da , Demczuk, Paulina Kostrzewa , Mazer, Wellington
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Carvão - Minas e mineração; Resíduos como material de construção; Rejeitos (Metalurgia); Agregados (Materiais de construção); Matérias-primas - Testes; Resistência de materiais; Concreto - Mistura; Projetos otimizados (Estatística); Coal mines and mining; Waste products as building materials; Tailings (Metallurgy); Aggregates (Building materials); Raw materials - Testing; Strength of materials; Concrete - Mixing; Optimal designs (Statistics)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29896

O objetivo dessa pesquisa foi a caracterização de corpos de prova de blocos sílico-calcário (bsc) utilizando rejeito de mineração de carvão in natura em substituição à areia natural, utilizando a técnica de Experimentos de Misturas para otimizar proporções entre as matérias-primas que maximizam a resistência à compressão dos corpos de prova produzidos. A pesquisa foi realizada produzindo inicialmente corpos de prova com diferentes proporções entre as matérias-primas que foram escolhidas através de técnicas de Experimentos de Misturas para que fosse obtido um modelo de superfície de resposta capaz de predizer e otimizar proporções que maximizam a resistência à compressão de novos corpos de prova produzidos. A caracterização das matérias-primas foi realizada por: Granulometria, Fluorescência de raios x (FRX), Difração de raios x (DRX), Análise Térmica (AT) e Enxofre total, para os corpos de prova inicialmente produzidos foram: Resistência à compressão, DRX, AT e Microscopia Eletrônica de Varredura com EDS (MEV-EDS). Análise de variância (ANOVA) e teste de tukey foram utilizados para avaliar a significância estatística das variáveis. Os corpos de prova otimizados pelo modelo foram caracterizados por Ensaio de resistência à compressão, DRX, AT, MEV-EDS, Absorção de água, Retração linear, Densidade aparente e Ensaio de envelhecimento acelerado avaliando a resistência à compressão, lixiviação e solubilização. Para os corpos de prova inicialmente produzidos foram obtidas resistências à compressão entre 4,99MPa à 19,26 MPa. Análises estatísticas mostraram que a cal hidratada é a variável que mais contribui com o aumento da resistência e o rejeito a que mais contribui com a queda da resistência à compressão. O modelo de superfície de resposta obtido foi satisfatório para estudos de predição e otimização para proporções que apresentam pelo menos 15% de areia e até 76% de rejeito, mostrando que a proporção que maximiza a resistência à compressão é obtida com 90% de areia e 10% de cal hidratada. Os corpos de prova produzidos com proporção otimizada apresentaram absorção de água entre 14,75% e 16,22%, densidade aparente entre 1894kg/m³ e 1922 kg/m³, sem retração ou expansão de suas medidas. O ensaio de envelhecimento acelerado mostrou que as condições climáticas simuladas não afetou a resistência à compressão, porém aumentou as quantidades lixiviadas de alguns metais e aumentou a solubilização em níveis que sugerem que os corpos de prova possam agir como estabilizantes/solidificantes destes metais analisados, a alta solubilização de sulfato sugere que futuros blocos produzidos possam ser utilizados em condição não saturada. Por fim, o rejeito apresentou potencial para ser utilizado na fabricação do bsc em substituição à areia natural.