Fracture and fatigue of natural fiber-reinforced cementitious composites

This paper presents the results of an experimental study of resistance-curve behavior and fatigue crack growth in cementitious matrices reinforced with eco-friendly natural fibers obtained from agricultural by-products. The composites include: blast furnace slag cement reinforced with pulped fibers of sisal, banana and bleached eucalyptus pulp, and ordinary Portland cement composites reinforced with bleached eucalyptus pulp. Fracture resistance (R-curve) and fatigue crack growth behavior were studied using single-edge notched bend specimens. The observed stable crack growth behavior was then related to crack/microstructure interactions that were elucidated via scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Fracture mechanics models were used to quantify the observed crack-tip shielding due to crack-bridging. The implications of the results are also discussed for the design of natural fiber-reinforced composite materials for affordable housing. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Estudo da viabilidade técnica da utilização de escórias de aciaria do processo LD como adição em cimentos

A reciclagem de resíduos apresenta-se como uma alternativa adequada com relação à preservação dos recursos naturais e do meio ambiente. As escórias de aciaria são resíduos siderúrgicos originados na fabricação do aço, e são geradas em grandes quantidades. Estes resíduos são estocados nos pátios siderúrgicos, onde permanecem, na sua maioria, sem qualquer destino. Normalmente, as escórias de aciaria são volumetricamente instáveis, apresentando características expansivas, e por esta razão, a aplicação das mesmas em materiais de construção torna-se restrita. Esta pesquisa tem como objetivo estudar a viabilidade técnica do uso das escórias de aciaria LD como adição em cimentos, propondo um método de estabilização por meio de granulação por resfriamento brusco destas escórias, buscando, desta forma, a eliminação do fenômeno da expansão, e visando a melhoria das características destes resíduos. No processo de estabilização, a escória líquida foi granulada em uma usina siderúrgica. Estudos complementares de granulação foram realizados nos laboratórios da UFRGS, empregando-se escórias refundidas. A granulação por resfriamento brusco favoreceu a redução do CaOlivre, a eliminação do MgO na forma de periclásio, e a eliminação do bC2S das escórias, considerados agentes causadores da expansão. No entanto, a elevada basicidade da escória LD dificulta a formação da estrutura vítrea e a separação da fração metálica após o resfriamento brusco. Foram realizados ensaios de expansão das escórias, atividade pozolânica, e resistência mecânica de argamassas com escórias granuladas. O resfriamento brusco proporcionou a eliminação da expansão e o desenvolvimento das propriedades pozolânicas/cimentícias da escória granulada. Como adição em cimentos, do ponto de vista da resistência mecânica, as argamassas compostas com escórias granuladas e clínquer apresentaram níveis de resistência à compressão axial compatíveis com as especificações referentes ao cimento Portland composto, apesar destes resultados serem inferiores aos obtidos para as argamassas de referência.

Atributos químicos do solo, crescimento radicular e produtividade do arroz de acordo com a aplicação de escórias

Resíduos industriais são fontes alternativas de nutrientes para as plantas e sua utilização decorre da necessidade de diminuir o acúmulo dos resíduos nos centros de produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de escórias de siderurgia nos atributos químicos do solo, no desenvolvimento e na produtividade de grãos do arroz de terras altas irrigado por aspersão. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com três tratamentos constituídos de duas escórias, alto-forno (196 g kg-1 de Si) e aciaria (56 g kg-1 de Si), e a testemunha sem aplicação, com oito repetições. As escórias podem ser usadas como corretivo de acidez do solo e como fonte de silício. As alterações nos atributos químicos do solo estão relacionadas com a composição química das escórias. A escória de alto-forno proporcionou maior crescimento radicular em profundidade e melhor distribuição no perfil do solo e, conseqüentemente, maior produção de massa de matéria seca da parte aérea e produtividade de grãos de arroz.

Efeito de escória de alto forno no crescimento radicular e na produtividade de arroz

A utilização agrícola de resíduos industriais como fertilizantes decorre da necessidade de diminuir o efeito nocivo do acúmulo de nutrientes nos centros de produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de escória de alto forno no crescimento radicular e na produtividade do arroz de terras altas irrigado por aspersão. O experimento foi realizado no campo, adotando-se o delineamento experimental de blocos casualizados, com cinco doses de escória de alto forno (0, 2.550, 5.100, 10.200 e 15.300 kg ha-1) com quatro repetições. A utilização de escória melhorou a condição química do solo, aumentou o crescimento e a superfície radicular, diminuiu o diâmetro das raízes e elevou os teores de silício no solo e na planta, resultando em aumento da produtividade.

Behaviour of biofuel addition on metallurgical properties of sinter

Blast furnace gas yield is essentially controlled by a gas-solid reaction phenomenon, which strongly influences hot metal manufacturing costs. As a result of rising prices for reducing agents on the international market, Companhia Siderurgica Nacional decided to inject natural gas into its blast furnaces. With more gas inside the furnace, the burden permeability became even more critical. To improve blast furnace gas yield, a new technological approach was adopted; raising the metallic burden reaction surface. To that end, a special sinter was developed with permeability being controlled by adding micropore nucleus forming agents, cellulignin coal, without, however, degrading its mechanical properties. This paper shows the main process parameters and the results from physicochemical characterisation of a sinter with controlled permeability, on a pilot scale, compared to those of conventional sinter. Gas flow laboratory simulations have conclusively corroborated the positive effects of micropore nucleus forming agents on enhancing sinter permeability.

Innovaciones en la gestión y calidad de los revestimientos refractarios en la Compañía Sideŕurgica Nacional (Brasil)

The work describes actions carried out in colaboration among the National Steel Company - (CSN)-Brazil and the Interdisciplinary Laboratory of Electrochemistry and Ceramic - LIEC of the Federal University of Sao Carlos Brazil (UFSCar-Brazil), in the area of I&D, for integral management and improvement of the quality and performance of the refractory linings in the sintering areas, blast furnace, hot air pipe lines transferency to the blast furnace, pig-iron ladles, running channels, blast furnaces hearths, torpedo car, etc., as well as, the economic impact generated by the installation of the adopted measures.

Corrosion behavior in graphite refractories impregnated with ZrO 2 and CeO 2 carrying solutions

This paper investigates corrosion behavior in graphite refractory hot metal impregnated with ZrO 2 and CeO 2 carrying solutions used in Blast Furnace hearth, consisting of 50% graphite and 50% anthracite. Corrosions tests were carried out by means of finger test method in an induction furnace, using bar-shaped 30×30×280 mm test specimens and hot metal from CSN#2 Blast Furnace runner. The temperature chosen for this test was 1520°C and sixty-minute isotherm. Upon test completion, test specimens were characterized by their dimensional variation, X-ray diffractometry and Scanning Electronic Microscopy (SEM).

Use of slag/sugar cane bagasse ash (SCBA) blends in the production of alkali-activated materials

Blast furnace slag (BFS)/sugar cane bagasse ash (SCBA) blends were assessed for the production of alkali-activated pastes and mortars. SCBA was collected from a lagoon in which wastes from a sugar cane industry were poured. After previous dry and grinding processes, SCBA was chemically characterized: it had a large percentage of organic matter (ca. 25%). Solutions of sodium hydroxide and sodium silicate were used as activating reagents. Different BFS/SCBA mixtures were studied, replacing part of the BFS by SCBA from 0 to 40% by weight. The mechanical strength of mortar was measured, obtaining values about 60 MPa of compressive strength for BFS/SCBA systems after 270 days of curing at 20 °C. Also, microstructural properties were assessed by means of SEM, TGA, XRD, pH, electrical conductivity, FTIR spectroscopy and MIP. Results showed a good stability of matrices developed by means of alkali-activation. It was demonstrated that sugar cane bagasse ash is an interesting source for preparing alkali-activated binders. © 2013 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.

Eficiência de escórias de siderurgia na cultura do feijoeiro em sistema de semeadura direta

In the no till system, soil acidity correction practice is restricted to limestone use and there is little information regarding slag. The study aimed to evaluate the amendments in soil chemical properties, yield and bean nutrient uptake according to the application forms of slags, compared to limestone, in the implantation of no till system. The experiment was conducted in the field at College of Agricultural Sciences, Botucatu (SP) from December 2010 to May2011. The treatments consisted of two application ways of seven soil acidity correctives: steel slag, blast furnace slag, ladle furnace slag, stainless steel slag (agrosilício), wollastonite, lime and calcined dolomite lime, plus one control without corrective application. Each material dose was calculated to raise the base saturation to 70%. Soil acidity was neutralized down to 20cm with limestones, whereas for wollastonite and ladle furnace slag those effects occurred down to 10cm, for steel slag, blast furnace slag and agrosilício the corrective effect was restricted to the first 5cm. The bean yield increased by application of correctives in soil acidity, without differences between the application ways.

Efeito da escória de siderurgia na nutrição e desenvolvimento inicial de eucalipto

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Análise do emprego de materiais alternativos no alto forno da Arcelormital Tubarão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de syngas em substituição a combustíveis gasoso em processos siderúrgicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A aplicação da avaliação do ciclo de vida para análise dos aspectos ambientais que envolvem a reciclagem de sucatas nas usinas siderúrgicas

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Hidróxidos duplos lamelares à base de escória de alto forno

Hydrotalcite like compounds (HT) were prepared by co-precipitation (Mg/Al = 3.5), using an acid solution with blast furnace slag and MgCl2.6H2O and aqueous solutions of NaOH. The following synthesis variables were investigated: temperature (30 and 45 ºC) and pH (9 and 12). Depending of the temperature two systems were observed: Mg-Al-CO3 (T = 30 ºC); Mg-Al-Cl-CO3 (T = 45 ºC). An increase in the pH of synthesis and Mg2+ concentration produced HTs well-crystallized and with greater values of all cell parameters. The study showed the potentiality of BFS in the synthesis of well-crystallized LDHs without the presence of other crystalline phases.

Aplicação de corretivos de acidez do solo na implantação do sistema plantio direto

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA