Materiais álcali-ativados produzidos utilizando cinzas de bagaço de cana-de-açúcar como precursor único

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dc.contributor.advisorBezerra, Augusto Cesar da Silva
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0783179484317105
dc.contributor.authorFrança, Sâmara
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0522046662381115
dc.contributor.referee1Augusto Cesar da Silva Bezerra
dc.contributor.referee2Paulo Henrique Ribeiro Borges
dc.contributor.referee3Maria Teresa Paulino Aguila
dc.contributor.referee4José Maria Franco de Carvalho
dc.date.accessioned2023-06-20T10:54:50Z
dc.date.available2023-06-20T10:54:50Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractA produção de cimento Portland apresenta significativa importância para o desenvolvimento social e econômico de um país, entretanto gera impactos ambientais desde a extração das matérias primas até produção do clínquer. Apesar dos impactos, a demanda de cimento Portland ainda é crescente em países em desenvolvimento como Índia, China e Brasil. Diante deste impasse, pesquisas para o desenvolvimento de materiais alternativos ao cimento Portland estão crescendo ao redor do mundo. Entre estas pesquisas destacam-se aquelas relacionadas aos materiais álcali-ativados (MAAs). Os MAAs são considerados mais ecoeficientes que o cimento Portland por emitirem menos CO2 durante seu processo de produção. Além disso, as matérias primas utilizadas no seu desenvolvimento são, geralmente, resíduos ou rejeitos de outros processos industriais. A cinza de bagaço de cana-de-açúcar (CBCA) é um exemplo de resíduo gerado em grande escala no Brasil e com grande potencial de utilização para produção de MAAs. Diante disso, o presente trabalho desenvolveu MAAs utilizando a CBCA como precursor único. Para isto, a reatividade das cinzas foi avaliada por meio de testes químicos. Posteriormente, a viabilidade do material foi verificada por meio de ensaios físicos, mecânicos e de durabilidade. Como resultado verificou-se que as pastas álcaliativadas produzidas a partir de CBCA como precursor exclusivo apresentam constituição estrutural semelhante a pastas produzidas a partir de precursores tradicionais. Além disso, concluiu-se que a CBCA é um precursor exclusivo viável uma vez que as pastas atingiram resistência mecânica significativa (21,39 MPa), baixa densidade aparente (1,74 g/cm³) e baixa porosidade (3,54%) aos 28 dias de cura. Em relação à durabilidade, concluiu-se que as matrizes produzidas a partir de CBCA como precursor exclusivo apresentam excelente resistência ao ataque ácido uma vez que apresentam aumento de resistência à compressão após 7 dias de imersão em ácido sulfúrico. Entretanto, em relação à reação álcali-sílica, conclui-se que as metodologias das normas brasileiras e estadunidenses não são adequadas para os MAAs produzidos exclusivamente a partir de CBCA, pois a imersão dos corpos de prova nos tanques ocorre antes da consolidação da matriz o que resulta em uma expansão excessiva do material. Além disso, conclui-se que o refinamento do tamanho dos raios dos poros das pastas produzidas é diretamente proporcional a susceptibilidade a agentes agressivos das argamassas testadas.
dc.description.abstractotherThe production of Portland cement shows significant importance for social and economic development of a country; however, it also generates environmental impacts from the extraction of raw materials to the production of clinker. Despite the effects, the demand for Portland cement is still growing in developing countries such as India, China, and Brazil. Faced with this impasse, research for developing alternative materials to Portland cement is growing worldwide. Among these researches, those related to alkali-activated materials (AAMs) stand out. AAMs are considered more eco-efficient than Portland cement because they emit less CO2 during production. In addition, the raw materials used in its development are generally residues or rejects from other industrial processes. Sugarcane bagasse ash (SCBA) is an example of residue generated on a large scale in Brazil and with great potential for use in producing AAMs. Therefore, the present work sought to develop AAMs using SCBA as an exclusive precursor. For this, the reactivity of the ash was evaluated through chemical tests. Subsequently, the material's viability was verified through physical, mechanical, and durability tests. As a result, it was found that alkali-activated pastes produced from SCBA as an exclusive precursor have a structural constitution similar to pastes made from traditional precursors. In addition, it was concluded that SCBA is a viable exclusive precursor since the pastes achieved significant mechanical strength (21.39 MPa), low bulk density (1.74 g/cm³), and low porosity (3.54%) at 28 days of cure. Regarding durability, it was concluded that the matrices produced from SCBA as an exclusive precursor have excellent resistance to acid attack since they present an increase in resistance to compression after seven days of immersion in sulfuric acid. However, regarding the alkali-silica reaction, it is concluded that the methodologies of the Brazilian and US standards are not adequate for AAMs produced exclusively from SCBA, since the immersion of the test specimens in the tanks occurs before the consolidation of the matrix or which results in excessive expansion of the material. Furthermore, it is concluded that the refinement of the pore radii size of the produced pastes is directly proportional to the susceptibility to aggressive agents of the tested mortars.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/305
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectMateriais de construção
dc.subjectCana de açúcar - Derivados
dc.subjectDesenvolvimento sustentável
dc.titleMateriais álcali-ativados produzidos utilizando cinzas de bagaço de cana-de-açúcar como precursor único
dc.typeThesis
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