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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Alternativa de síntese de geopolímeros a partir de lama de estação de tratamento de água e cinza de carvão mineral
Autor(es): Boaventura, Ébe Da Silva
Primeiro Orientador: Cumbane, António José
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Manjate, Rodrigues
Resumo: A produção de cimento Portland é uma das actividades industriais mais intensivas em emissões de CO 2 , contribuindo significativamente para mudanças climáticas. Além disso, o processo de fabricação de cimento consome grandes quantidades de energia e recursos naturais. Nesse contexto, surge a necessidade de alternativas mais sustentáveis para a construção civil. Os geopolímeros, materiais cimentícios de baixo impacto ambiental, apresentam-se como uma solução promissora. O presente trabalho tem como objectivo apresentar alternativa de síntese de geopolímeros a partir de matérias-primas residuais, como lama de estação de tratamento de água (LETA) e cinza de carvão mineral. A activação química dos percursores foi realizada utilizando uma solução alcalina composta de NaOH e silicato de sódio (Na 2 SiO 3 ), com razão molar 2:1. Foram feitas variações na concentração de NaOH (8M e 10M), na temperatura de calcinação da lama (não calcinada, calcinada a 700 o C e 800 o C), e na composição do percursor (com 0%,20% e 40% de cinza). As propriedades físicas e mecânicas dos geopolímeros produzidos foram avaliadas, incluindo absorção de água, densidade, porosidade, resistência à flexão e à compressão. A formulação que apresentou os melhores resultados foi obtida com 10M de NaOH, lama calcinada a 700 o C, sem substituição com cinza, atingindo uma resistência a compressão de 12.63MPa aos 28 dias de cura. Adicionalmente provetes geopoliméricos e de cimento Portland foram submetidos a altas temperaturas (300 e 800 o C), onde os geopolímeros demonstraram um excelente desempenho (16MPa). Enquanto os provetes de cimento Portland sofreram uma queda de 48% na resistência após o aquecimento, os geopoliméricos, por outro lado, apresentaram um aumento notável de 28% em sua resistência, evidenciando sua superioridade em ambientes de alta temperatura.
Abstract: The production of Portland cement is one of the most CO 2 -intensive industrial activities, significantly contributing to climate change. Additionally, the cement manufacturing process consumes large amounts of energy and natural resources. In this context, there is a growing need for more sustainable alternatives for the construction industry. Geopolymers, low environment impact cementitious materials, present a promising solution. This work aims to investigate the production and characterization of geopolymers from residual raw materials, such as water treatment plant slugde (LETA) and coal fly ash. The chemical activation of these precursors was carried out using an alkaline solution composed of NaOH and sodium silicate (Na 2 SO 3 ). Variations in the NaOH concentration (8M and 10M), sludge calcination temperature (uncalcined, calcined at 700 o C and 800 o C), and precursor composition (0%,20 and 40% ash) were tested. The physical and mechanical properties of the produced geopolymers were evaluated, including water absorption, density, porosity, flexural strength, and compressive strength. The formulation that showed the best results was obtained with 10M NaOH, slugde calcined at 700 o C, without ash substitution, reaching a compressive strength of 12.63MPa after 28 days of curing. Additionally, geopolymer and Portland cement speciments were subjected to high temperatures (300 and 800 o C), where the geopolymers demonstrated excellent performance (16 MPa). While Portland cement specimens experienced a 48% reduction in strength after heating, the geopolymers, on the other hand, exhibited a remarkable 28% increase in strength, highlighting their superiority in high- temperature environments.
Palavras-chave: Produção de cimento
Cimento Portland
Geopolímeros
Lama de estação de tratamento de água
Cinza de carvão mineral
CNPq: Engenharias
Engenharia Química
Idioma: por
País: Moçambique
Editor: Universidade Eduardo Mondlane
Sigla da Instituição: UEM
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Engenharia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://monografias.uem.mz/handle/123456789/4537
Data do documento: 2-Dez-2024
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