Produção de argamassas de cimento com incorporação de um resíduo da refinação de petróleo

A indústria cimenteira é um dos sectores que mais contribui para um elevado impacto ambiental. O processo de produção de cimento requer a utilização de grandes quantidades de recursos naturais, é energeticamente intensivo e emite elevadas taxas de dióxido de carbono para a atmosfera. Com o presente estudo pretendeu-se contribuir para a mitigação do impacto ambiental provocado pelo processo de fabrico do cimento estudando a viabilidade da substituição parcial de cimento por um material com propriedades cimentícias. O material cimentício estudado foi um resíduo da indústria da refinação de petróleo, em concreto, o catalisador exausto produzido na unidade de “craking” catalítico (FCC) da refinaria da Petrogal, em Sines. Na prossecução do objectivo deste trabalho prepararam-se misturas de cimento com teores de incorporação catalisador exausto de FCC de 5, 10, 15, 20, 25 e 30%, em massa, para avaliar o efeito do teor do resíduo incorporado em propriedades reológicas e mecânicas de argamassas, em função do tempo de hidratação. Pretendeu-se, ainda, avaliar se as misturas de cimento com incorporação do resíduo correspondem às especificações requeridas pela norma europeia em vigor (NP EN 19 -1:2001). Numa segunda fase do trabalho estudou-se ternária composta por cimento, resíduo de catalisador exausto de FCC e resíduo de pedra natural. Em função da sua composição, foram produzidas quatro séries diferentes de argamassas: - Argamassas de referência que incluem na sua composição cimento, areia e água (de acordo com a NP EN 196-1:2006); - Argamassas com substituição parcial de cimento por resíduo de catalisador exausto de FCC tal como foi recebido da refinaria (misturas binárias); - Argamassas com substituição parcial de cimento por resíduo de catalisador exausto de FCC moído (misturas binárias); e, - Argamassas com substituição parcial de cimento por catalisador exausto de FCC e resíduo de pedra natural (misturas ternárias). Todas estas argamassas foram elaboradas adoptando um procedimento experimental que se baseia no descrito na norma NP EN 196-1:2006. Ao longo da campanha experimental, as argamassas foram sujeitas a ensaios no estado fresco e ensaios no estado endurecido, em diferentes tempos de hidratação, para determinar algumas propriedades físicas e mecânicas, respectivamente. As argamassas de referência e as misturas binárias foram ensaiadas aos 2, 7, 28, 56 e 90 dias e as misturas binárias foram ensaiadas aos 2, 7 e 28 dias. No estado fresco realizaram-se ensaios de determinação da consistência por espalhamento, determinação da massa volúmica e ensaios de teor em ar. No estado endurecido foram determinadas as resistências à flexão e à flexão. Da análise dos resultados pod inferir que o resíduo de catalisador exausto de FCC apresenta actividade pozolânica, de tal forma que, argamassas conteores de substituição de cimento por este resíduo até 15% (com adição de superplastificante) estão conforme a norma NP EN 197-1:2001 no que respeita à resistência à compressão, em todos os tempos de hidratação especificados. Relativamente às misturas ternárias, verificou-se que conforme a norma NP EN 197-1:2001, o cimento pode ser substituído pelos dois resíduos em simultâneo até 20%. Verificou-se ainda que utilizando qualquer um dos resíduos com superplastificante, este teor poderia aumentar até 30%.

ECO-betão com adição de resíduo da indústria petrolífera

Dissertação de natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Edificações

Despolimerização do polimetacrilato de metilo utilizando como catalisadores argilas pilarizadas

O crescente consumo de materiais plásticos, a maioria produzidos a partir de matérias-primas derivadas do petróleo, um recurso não renovável, e a deposição dos seus resíduos não biodegradáveis na natureza, colocam problemas ambientais de solução premente. Este trabalho teve como objectivo o estudo de um processo de reciclagem química de resíduos plásticos, a despolimerização catalítica de polimetacrilato de metilo (PMMA), vulgarmente designado por vidro acrílico, com vista à obtenção do seu monómero puro, metacrilato de metilo (MMA), para posterior produção de PMMA. A utilização de catalisadores permite diminuir a temperatura do processo de despolimerização térmica, pirólise, e modificar a selectividade relativamente aos produtos desejados. A pirólise de PMMA tem sido estudada a temperaturas de 450-590 ºC. Neste caso foi realizado, a 320 ºC, num reactor de leito fluidizado, um estudo prévio do efeito de diversos metais, cobre, níquel, cério, césio e lantânio suportados numa argila pilarizada calcinada a três temperaturas diferentes, 300 ºC, 500 ºC e 700 ºC. Foram testados polímero puro e resíduo de polímero, proveniente da reciclagem automóvel (vidros e partes ópticas). Em todas as reacções realizadas, que atingiram conversões elevadas, foi obtido maioritariamente MMA, com selectividades que variaram entre 97% e 99%, sendo formadas quantidades vestigiárias de ácido acrílico e ácido metacrílico. Foi verificado que quase todos os materiais testados promovem um efeito catalítico considerável à temperatura de 320 ºC. As argilas pilarizadas não impregnadas, que serviram como suporte, apresentaram uma actividade catalítica muito significativa. Relativamente às temperaturas de calcinação observou-se que a argila calcinada a 300 ºC é a que apresenta melhores resultados, quer em termos de conversão final, como de velocidade inicial e selectividade para o monómero. Os aditivos contidos no resíduo de PMMA não apresentaram um efeito de inibição significativo na actividade dos catalisadores testados. Em consequência, conclui-se que a utilização de argilas pilarizadas à temperatura de 320 ºC(mais baixa que as aplicadas na pirólise térmica de PMMA, iguais ou superiores a 450 ºC) constitui um processo, que associado a uma considerável poupança de energia, se torna uma alternativa bastante viável à despolimerização térmica de resíduos de polimetacrilato de metilo.

Caracterização de argamassas de cal hidráulica natural com metacaulino e resíduo cerâmico

CONSTRUÇÃO 2012, Universidade de Coimbra, Dez. 2012

Argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5 de fabrico nacional: otimização de características com resíduo cerâmico e metacaulino

Dissertação para obtenção do Grau Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

Avaliação da introdução de resíduo da indústria têxtil em argamassas

4º Congresso Nacional de Argamassas e ETICS, Coimbra, 2012 (CD-ROM)

Incorporação de resíduos de cerâmica em argamassas de cal para reabilitação - resultados preliminares de projeto

Argamassas 2014 - I Simpósio de Argamassas e Soluções Térmicas de Revestimento, 5-6 Junho, ITeCons, Universidade de Coimbra

Incorporação de resíduos de cerâmica em argamassas de cal aérea

Sabe-se que aproximadamente 30% do material produzido pela indústria cerâmica é considerado desperdício e, frequentemente, depositado em aterro, com o impacto ambiental negativo que acarreta. Esta tem sido uma das grandes motivações para a crescente investigação que tem sido levada a cabo a fim de obter soluções viáveis para a sua reintrodução no processo produtivo. A viabilidade do uso de resíduos de material cerâmico tem vindo a ser avaliada, principalmente, na incorporação em betões ou em argamassas com base em cimento. Na antiguidade e na ausência de pozolanas naturais, eram frequentemente utilizados resíduos cerâmicos moídos, atuando como pozolanas artificiais e conferindo algumas características hidráulicas e de durabilidade às argamassas de cal aérea. Temse efetivamente constatado que alguns pós resultantes de desperdícios de cerâmica de barro vermelho, nomeadamente os que foram sujeitos a tratamento térmico a temperaturas inferiores a 900°C e moídos em granulometria fina, podem funcionar como pozolanas artificiais em argamassas. A introdução de resíduos de cerâmica em granulometria mais grossa nas argamassas, como agregado, pode também revelarse vantajoso, na medida em que permite substituir parcialmente a areia normalmente utilizada. Assim sendo, o recurso aos resíduos de cerâmica pode ser muito vantajoso em três vertentes principais: a redução de resíduos a depositar em aterro, a redução da extração de rochas para serem utilizadas na produção de ligantes e de areias e a produção de argamassas com comportamentos melhorados. Com o objetivo de analisar a viabilidade da introdução de resíduos de cerâmica em argamassas, que se pretendem sejam, essencialmente, adequadas como argamassas de substituição, tem vindo a ser desenvolvida investigação na Universidade de Coimbra em colaboração com a Universidade Nova de Lisboa. O trabalho que se apresenta neste artigo é uma pequena parte dessa investigação. Toda esta investigação tem tido o apoio de um projeto de investigação financiado pela FCT.

Caracterização física de argamassas de cal aérea com resíduos de cerâmica

A reabilitação e manutenção das fachadas antigas requer especial atenção sobretudo porque os materiais atualmente utilizados não correspondem, muitas vezes, aos requisitos exigidos para o efeito. No caso concreto das argamassas de reboco é possível observar com frequência erros associados à escolha dos produtos, que induzem uma degradação acelerada dos revestimentos e particularmente dos respetivos suportes, comprometendo a durabilidade dos sistemas. Era frequente, no passado, o recurso a argamassas de cal aérea e, em alguns casos, com incorporação de resíduos de cerâmica, que lhes conferiam um desempenho melhorado. Nestas circunstâncias, e tendo em conta o volume de resíduos produzidos pelas indústrias cerâmicas, geralmente depositados em aterro, o desenvolvimento de soluções de argamassas de revestimento com incorporação destes resíduos poderá apresentar-se como uma solução viável, não só do ponto de vista técnico, mas também ambiental. Este estudo apresenta a caracterização de argamassas de cal aérea ao traço 1:2 e 1:3 com resíduos de cerâmica, destinadas à reabilitação de rebocos de edifícios, no que respeita ao comportamento face à presença de água. Verifica-se que a introdução de resíduos conduziu ao aumento da resistência à difusão do vapor de água, da absorção de água por capilaridade e da porosidade aberta e à redução da capacidade de secagem. No entanto as diferenças face às argamassas de referência só de cal foram geralmente pouco significativas, pelo que particularmente as argamassas ao traço 1:2 com resíduos indiciam ser adequadas para aplicação em edifícios antigos.

Potencial do Sienito Nefelínico de Monchique para incorporação na indústria cerâmica

A procura de novos materiais aumenta dia após dia, obrigando o Homem a procurar e encontrar novas soluções, tendo sempre como critério decisivo, uma exploração económica e ambiental sustentável. É neste âmbito que surge o tema desta dissertação. O objetivo é tirar um maior proveito do sienito nefelínico de Monchique (Portugal), à semelhança de países como a Rússia, Canadá e Noruega, que utilizam esta rocha a nível industrial. Neste trabalho, a investigação foi no sentido de estudar o potencial da rocha portuguesa para a indústria cerâmica. O elevado teor de alumina e álcalis que o sienito nefelínico apresenta na sua constituição, serve de substituto aos minerais atualmente utilizados neste sector, os feldspatos isolados. A alumina serve de estabilizador, promovendo a durabilidade dos materiais pelo aumento da resistência e o conteúdo em álcalis funciona como fundente, diminuindo a temperatura de queima. Desta forma, o Maciço de Monchique ganha uma nova importância económica, sendo uma mais-valia para o país. Para tal, elaboraram-se provetes cerâmicos constituídos por 0, 20, 40 e 60% em peso de sienito nefelínico em mistura com argila. Posteriormente, sujeitaram-se os provetes a três temperaturas diferentes, 900 °C, 1000 °C e 1100 °C e submeteram-se cada um deles a ensaios físicos e mecânicos, para determinar o potencial da incorporação do sienito de Monchique na indústria cerâmica. Os resultados indicaram que a adição de sienito nefelínico melhora as propriedades físicas da argila. Relativamente às propriedades mecânicas, o ensaio de resistência à flexão indicou que, dos vários teores testados, o mais positivo encontra-se na percentagem de 20% de sienito nefelínico, apresentando valores próximos da argila pura utilizada como referência.

Durabilidade de argamassas com resíduos de cerâmica para reabilitação de rebocos

No passado, era comum o recurso a fragmentos de cerâmica na produção de argamassas de revestimento. No entanto a cerâmica atual é produzida de forma distinta de antigamente. A incorporação de resíduos de cerâmica em argamassas de reabilitação pode ser vantajosa do ponto de vista técnico, se estas apresentarem um desempenho melhorado enquanto argamassas de reabilitação, e do ponto de vista ambiental, pela reintrodução de resíduos no processo produtivo e consequente redução do volume de resíduos a depositar em aterro. Apresenta-se uma análise da durabilidade de argamassas de cal aérea e de cal hidráulica natural com resíduos provenientes da cerâmica da construção, através da avaliação do seu comportamento aos 60 dias de idade e após envelhecimento artificial e in situ, assim como da resistência ao ataque por sais à idade de 1 ano. Verifica-se que a introdução dos resíduos de cerâmica indicia ser vantajosa para o desempenho das argamassas, em termos aderência, coesão superficial, absorção de água e, particularmente no caso das argamassas de cal aérea, face ao ataque de sais.

Propriedades eletroquímicas de um solo eletropositivo influenciadas pela adição de diferentes fontes de matéria orgânica

Um Latossolo Vermelho-Amarelo com mineralogia predominantemente gibbsítica e com caráter eletropositivo foi utilizado para estudos de propriedades eletroquímicas e mecanismos de dispersão, diante da adição de matéria orgânica. Foram utilizadas duas fontes orgânicas, caracterizadas como material não humificado (esterco) e humificado (ácido húmico extraído de turfa). Porções de solo foram incubadas com doses de 0; 7,5; 15,0; 22,5; e 30,0 g kg-1 dos adubos orgânicos. Foram analisados argila dispersa em água, condutividade elétrica, pH em água e em KCl, bem como determinados o ponto de efeito salino nulo (PESN) e o potencial elétrico superficial (Ψo). Observou-se comportamento distinto entre os tratamentos com esterco e com ácidos húmicos em relação à dispersão de argilas. A adição de esterco provocou aumento da dispersão, o que pode estar relacionado com o aumento da condutividade elétrica pela presença de sais. Por outo lado, a adição de ácido húmico promoveu a floculação das argilas, em decorrência, provavelmente, da formação de complexos argilo-húmicos. O PESN decresceu linearmente com a adição dos adubos orgânicos, principalmente nos tratamentos com ácido húmico. A floculação não esteve obrigatoriamente associada a uma condição de baixo módulo de Ψo. Nos tratamentos com doses mais elevadas de ácido húmico, foi observada carga negativa, apesar de não se observar dispersão de argila, provavelmente pelo fato de os ácidos húmicos apresentarem propriedades eletroquímicas distintas da matriz mineral, em função da sua condição de polieletrólito e da possibilidade de alteração na configuração da macromolécula.

Propriedades químicas do solo e nutrição do eucalipto em função da aplicação de lodo de esgoto

A aplicação do lodo de esgoto em plantações florestais é uma das alternativas para resolver o problema da disposição final desse resíduo. O objetivo deste trabalho foi avaliar se a aplicação de biossólido melhora a fertilidade do solo e o estado nutricional de mudas de Eucalyptus grandis. O experimento foi montado em colunas de PVC de 20 cm de diâmetro, com nove tratamentos (testemunha, adubação mineral, doses crescentes de biossólido variando de 10 a 160 t ha-1) e quatro repetições. O experimento foi realizado durante 12 meses após o plantio das mudas. O biossólido influenciou mais a acidez do que outros atributos químicos do solo. Os teores de N, P e S nas folhas correlacionaram-se com a CTC e com o teor de C orgânico do solo, tendo essas variáveis apresentado valores significativamente mais elevados nas doses de 80 e 160 t ha-1. Observou-se diminuição da matéria orgânica do solo nas doses de 10 a 40 t ha-1. O biossólido alcalino diminui a acidez do solo e melhora sua fertilidade, aumentando a disponibilidade da maioria dos nutrientes.

Alterações em algumas propriedades de um latossolo degradado com uso de lodo de esgoto e resíduos orgânicos

A recuperação de áreas muito impactadas, como as oriundas da construção de hidrelétricas, é um processo lento e, usualmente, requer a adição de resíduos orgânicos, como fonte de matéria orgânica, e de nutrientes, como condicionador das propriedades do solo. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da adição de lodo de esgoto e resíduos orgânicos (maravalha e torta de filtro de cana-de-açúcar) sobre o crescimento de duas espécies arbóreas de Cerrado na recuperação de um subsolo de uma área degradada pela construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, localizada em Selvíria - MS. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em delineamento experimental inteiramente casualizado, com oito tratamentos, seis repetições e uma planta por repetição, para cada planta-teste. Cada repetição (saco plástico) teve 3,3 L e as proporções em volume da mistura de cada resíduo foram de: 30 % de lodo de esgoto, 20 % de torta de filtro e 10 % de maravalha de madeira. Foram mensuradas a fertilidade, a micorrização, a atividade microbiana (C-CO2 liberado) do subsolo, a massa do sistema radicular e parte aérea e a altura de plantas de duas espécies nativas do Cerrado [monjoleiro (Acacia polyphylla DC.) e jatobá-do-Cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart)]. Os tratamentos com lodo de esgoto proporcionaram maior atividade microbiana no substrato e maior crescimento para as duas espécies arbóreas. A presença do lodo de esgoto promoveu melhora na fertilidade do subsolo, com aumento dos teores de matéria orgânica, P, K, Ca e Mg. A matéria orgânica e o P tiveram seus teores elevados nos tratamentos com mistura de lodo de esgoto e demais resíduos. Os resultados permitem concluir que as misturas contendo lodo associado a resíduos promoveram melhores incrementos na qualidade do subsolo, com perspectivas de sua recuperação.

Calagem superficial com resíduo alcalino da indústria de papel e celulose em um solo altamente tamponado

Solos dos planaltos subtropicais do Brasil são pobres em nutrientes e têm alta necessidade de calagem, o que encarece e pode limitar a correção da acidez. O objetivo deste estudo foi avaliar modificações químicas e físicas de um Cambissolo Húmico alumínico e a resposta da cultura do trigo ao resíduo alcalino da indústria de papel e celulose (Dregs) em comparação com um corretivo convencional. Os tratamentos foram doses de resíduo (Res) de 25, 50 e 100 % da recomendação indicada pelo método SMP, visando elevar o pH para 6,0, que correspondem a 2.625, 5.250 e 10.500 kg ha-1, respectivamente. Essas doses se comparam a 50 e 100 % SMP de calcário dolomítico (Cal), e correspondem a 5.600 e 11.200 kg ha-1, respectivamente, além do solo sem correção (testemunha, sem resíduo e, ou, corretivo). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Os corretivos foram aplicados superficialmente em duas épocas: primeira metade em junho de 2004 e o restante em junho de 2006, em uma área de campo nativo pastejado, sem revolvimento do solo. As amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0 a 5, 5 a 10, e 10 a 15 cm para caracterização química e física do solo. Em 2006, foram avaliados os teores foliares de nutrientes e a produtividade de grãos de trigo. A aplicação superficial do resíduo alcalino melhorou os atributos químicos do solo, principalmente na camada superficial, com aumento do pH e dos teores de Ca e Mg, da relação molar entre Ca e Mg e do teor de Na, sem, entretanto, atingir o valor crítico de saturação da CTC por Na. A calagem superficial com resíduo ou calcário reduziu linearmente o grau de floculação das argilas na camada superficial do solo. Os teores de nutrientes nas plantas e a produtividade de grãos foram semelhantes entre os tratamentos com calcário ou resíduo, com respostas crescentes às doses dos corretivos.