Potencial do uso dos resíduos industriais originados no estado de Minas Gerais como precursores geopoliméricos

Autores

DOI:

https://doi.org/10.46421/enarc.v8i00.2922

Palavras-chave:

Precursores geopoliméricos, Resíduo de Concreto, Resíduo de Mármore, Rejeito de Barragem de Minério de Ferro, Resíduo de Cerâmica Vermelha

Resumo

Para o desenvolvimento econômico mais sustentável do país, é fundamental a reinserção de subprodutos industriais no ciclo produtivo. Existem várias opções de materiais inovadores nos quais é possível incorporar resíduos, e um exemplo são os geopolímeros, que são ligantes para a construção civil compostos de um material precursor e um agente ativo. Nesse aspecto, o objetivo desse trabalho é estudar alguns dos principais resíduos gerados no estado de Minas Gerais, resíduos de concreto, de mármore, de barragem de minério de ferro e de cerâmica vermelha, como potenciais precursores geopoliméricos. Para isso foi realizada uma revisão bibliográfica, seguida da caracterização física desses materiais. Além de identificar os principais aspectos dos precursores que influenciam nos geopolímeros, este trabalho verificou que é possível adotar esses resíduos como precursores geopoliméricos. Com isso, seu reaproveitamento em larga escala tem o potencial de mitigar os impactos ambientais causados por essas indústrias e o consumo de recursos naturais pela construção civil.

Biografia do Autor

Aldo Ribeiro de Carvalho, Universidade Federal de Ouro Preto

Doutorando em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). Atualmente é pesquisador do Grupo de Pesquisas de Cimentos Alcalinos Ativados (ATIVE - CNPq) da UFOP se dedicando ao estudos de matrizes de ativação ácida; também é membro do CIDENG - CNPq da mesma instituição.

Júlia Castro Mendes, Universidade Federal de Juiz de Fora

Professora adjunta na Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF). Doutora e Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) na área de matrizes cimentícias sustentáveis. Coordenadora do CIDENG-CNPq - Grupo de Pesquisa em Ciência de Dados aplicada à Engenharia. 

Thaís Mayra de Oliveira, Universidade Federal de Juiz de Fora

Doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal Fluminense (2007). Atualmente é Professora Associada do Curso de Engenharia Civil e do Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, também Coordenadora do LMCC - Laboratório de Materiais de Construção da Universidade Federal de Juiz de Fora na Faculdade de Engenharia . 

Guilherme Jorge Brigolini Silva, Universidade Federal de Ouro Preto

Bolsista de Produtividade em Pesquisa CNPq - PQ 2. Doutorado em Ciência dos Materiais pelo Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Minas da Universidade Federal de Minas Gerais (2011). Atualmente é professor Associado com dedicação exclusiva da Universidade Federal de Ouro Preto e professor no programa de Pós-graduação PROPEC e MECOM. Coordenador do Grupo de Pesquisas ATIVE - CNPq. Coordenador do Laboratório de Construção Civil - UFOP. 

Referências

AKHATAR, Ali; SARMAH, Ajit K. Construction and demolition waste Generation na Properties of recycled aggregate concrete: A global perspective. Journal of Cleaner Production, v. 186, p.262-281, 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.03.085

ARAÚJO, R. A.; MENEZES, A. L. R.; CABRAL, K. C.; NÓBREGA, A. K. C.; MARTINELLI, A. E.; DANTAS, K. G. M. Evaluation of the pozzolanic activity of red ceramic waste using mechanical and physicochemical methods. Cerâmica, v.65, n. 375, 2019. doi: https://doi.org/10.1590/0366-69132019653752649

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 16916: Agregado miúdo – Determinação de densidade. Rio de Janeiro: ABNT, 2021

______. NBR 16917: Agregado graúdo – Determinação da densidade e da absorção de água. Rio de Janeiro, 2021.

______. NBR 16972: Agregados – Determinação da massa unitária e do índice de vazios. Rio de Janeiro, 2021.

______. NBR 16973: Agregados – Determinação do material fino que passa pela peneira de 75 μm por lavagem. Rio de Janeiro, 2021.

______. NBR 17054: Agregados – Determinação da composição granulométrica – Método de ensaio.Rio de Janeiro, 2022.

______. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2014.

______. NBR 7215: Determinação da resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2019.

CARVALHO, A. R.; CALDERÓN-MORALES, B. R. S.; BORBA JÚNIOR, J. C.; OLIVEIRA, T. M.; SILVA, G. J. B. Proposition of geopolymers obtained through the acid activation of iron ore tailings with phosphoric acid. Construction and Building Materials, v. 403, nov. 2023a. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133078

CARVALHO, A. R.; SILVA JÚNIOR, G.; FONTES, W. C.; SILVA, G. J. B.; PEDROTI, L. G.; OLIVEIRA, T. M. Influência do efeito fíler do pó de mármore na produção de concretos para pavimentos intertravados. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 23, n. 4, p. 217-239, out./dez. 2023b. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212023000400700

CONCEIÇÃO, Mário Marcos Moreira da; BARROSO, Larissa Lopes; FONSECA, Danilo Puget da; JUNIOR, Walmeci Ferreira de Freitas; ABDULMASSIH, Michel Ferreira; BARRETO, Octávio Ferreira; BORGES, Higor Ribeiro; AIRES, Isabella Muraro; CARNEIRO, Caio César Abreu; NAZARÉ, Gustavo Antônio de Sousa; JACQUES, Jorge Mateus Menezes de Lima; MATHEWS, Josiane Coutinho; MENEZES, Arinos Benedito Fernandes; JÚNIOR, José Alvino Pereira de Lima; SOUZA, Annanda Gabriely Moura de. Diagnóstico dos resíduos de demolição e construção no Brasil/ Diagnosis of demolition and construction waste in Brazil. Brazilian Journal of Development, v.7, n.9, p.87466–87481, 2021. doi: https://doi.org/10.34117/bjdv7n9-080.

CUI, Xue-min; LIU, Le-ping; HE, Yan; CHEN, Jin-Yu; ZHOU, Ji. A novel aluminosilicate geopolymer material with low dieletric loss. Materials Chemistry and Physics, v. 130, p. 1-4, 2011. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2011.06.039

DAVIDOVITS, Joseph. Geopolymer Chemistry and Applications. 5ed. França: Institut Géopolymère, 2020.

DEFÁVERI, Keoma do Carmo e Silva; SANTOS, Letícia Figueiredo; CARVALHO, José Maria Franco; PEIXOTO, Ricardo André Fiorotti; BRIGOLINI, Guilherme Jorge. Iron Ore Tailing-Based Geopolymer Containing Glass Wool Residue: A Study of Mechanical and Microstructural Properties. Construction and Building Materials. v. 220, p. 375-385, 2019. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.05.181

DUXSON, Peter; PROVIS, John L.; LUKEY, Grant C.; DEVENTER, Jannie S. J. Van. The role of inorganic polymer technology in the development of ‘green concrete’. Cement and Concrete Research, v.37, n.12, p.1590-1597, 2007.

FARIA, Juliana Soares de; MANHÃES, Rosane da Silva Toledo; LUZ, Fernanda Santos da Luz; MONTEIRO, Sergio Neves; Vieira, Carlos Maurício Fontes. Incorporation of unserviceable tire waste in red ceramic. Journal of Materials Research and Tecnology, v.8, n.6, p.6041-6050, 2019. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.09.078

FLANSBJER, Mathias; PORTAL, Natalie Williams; VENNETTI, Daniel; MUELLER, Urs. Composite Behaviour of Textile Reinforced Reactive Powder Concrete Sandwich Façade Elements. International Journal of Concrete Structures and Materials, v. 12, 2018. doi: https://doi.org/10.1186/s40069-018-0301-4

G1. Rompimento da barragem da Vale em Brumadinho completa mil dias. 2021. Disponível em: < https://g1.globo.com/jornal-103nacional/noticia/2021/10/21/rompimento-da-barragem-da-vale-em-brumadinhocompleta-mil-dias.ghtml> Acesso em: 15/04/2022.

GUALTIERI, Magdalena Lassinantti; ROMANGNOLI, Marcello; GUALTIERI, Alessandro F. Preparation of phosphoric acid-based geopolymer foams using limestone as pore forming agente – Thermal properties by in situ XRPD and Rietveld refinements. Jornal of the European Ceramic Society, v. 35, b. 11, p. 3167-3178, 2015. doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2015.04.030

INSTITUTO BRASILEIRO DO MEIO AMBIENTE E DOS RECURSOS NATURAIS RENOVÁVEIS – IBAMA. 2020. Rompimento da Barragem de Fundão: Documentos relacionados ao desastre da Samarco em Mariana/MG. Disponível em: <http://www.ibama.gov.br/cites-e-comercio-exterior/cites?id=117> Acesso em: 03 de junho de 2022.

INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS – IPT. 2021. Rejeitos de mineração. Disponível em: <http://www.ipt.br/noticias_interna.php?id_noticia=1043>. Acesso em: 06 dezembro 2021.

ISMAEEL, W. S. E.; KASSIM, N. Na environmental management plan for construction waste management. Ain Shams Engineering Journal, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.asej.2023.102244

KAZE, Cyriaque Rodrigue; LECOMTE-NANA, Gisèle Laure; KAMSEU, Elie; CAMACHO, Paula Sanz; YORKSHIRE, Antonia S.; PROVIS, John L.; DUTTINE, Mathieu; WATTIAUX, Alain; MELO, Uphie Chinje Melo. Mechanical and physical Properties of inorganic Polymer cement made of iron-rich laterite and lateritic clay: A comparative study. Cement and Concrete Research, v.140, 2021. doi: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106320

LOPES, Carolina de Melo Nunes; MENDES, Vítor Freitas; GARCIA, Danielle Rios; Mendes, Júlia Castro. Residues in cement-based composites: Occurrence mapping in Brazil. Case Studies in Construction Materials, v.18, 2023.doi: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01763

LOUATI, S.; BAKLOUTI, S.; SAMET, B. Acid based geopolymerization kinetics: effect of clay particle size. Applied Clay Science, p.571-578, 2016. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.08.007

MARIAN, Narcisa Mihaela; PEROTTI, Matteo; INDELICATO, Carlo; MAGRINI, Claudia; Giorgetti, Giovanna; CAPITANI, Giancarlo; Viti, Cecília. From high-volume industrial waste to new ceramic material: The case of red gypsum muds in the TIO2 industry. Ceramics International, v. 49, n. 10, p.15034-15043, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.01.086

MARQUES, Marcos Vinícius Dias; SANTOS, Rodrigo Rodrigues dos; CRUZ, Cláudia Patrícia Torres. O Panorama dos Resíduos de Corte de Mármore e Granito no Cenário Atual da Construção Civil. Brazilian Journal of Development, v.7, n.3, p.26800-26811, 2021. doi: 10.34117/bjdv7n3-401

MATHIVET, V.; JOUIN, J. GHARZOUNI, A. SOBRADOS, I.; CELERIER, H.; ROSSIGNOL, S. PARLIER, M. Acid-based geopolymers: Understanding of the structural evolutions during consolidation and after termal treatments. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 512, p.90-97, 2019. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.02.025

NASCIMENTO, Júlia Moura; MARTINS, Juliana Patrocinio; LIMA, Ana Paula Castello de; BULHOSA, Sara de Jesus; Bellato, Vanessa Creto; ALLEDI, Carla Therezinha Dalvi Borjaille; ARAÚJO, Georgia Serafim; Galdino, André Gustavo de Souza. Caracterização microestrutural e propriedades físicas e mecânicas de argilas da região norte do espírito santo. Revista Ifesciência, v.6, n.2, p.17-27, 2020. doi: 10.36524/ric.v6i2.527.

NAWAZ, A.; CHEN, J.; SU, X. Exploring the trends in construction and demolition waste (C&DW) research: A scientometric analysis approach. Sustainable Energy Technologies and Assessments, v.55, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102953

OSBORNE, Dave (Ed.). The Coal Handbook: Towards Cleaner Production: Volume 2: Coal Utilisation. Elsevier, 2013.

PASTRANA-AYALA, Jhonny; SILVA-URREGO, Yimmy; ADRADA-MOLANO, Juan; DELVASTO-ARJONA, Silvio. Propiedades físico-mecánicas de concretos autocompactantes producidos con polvo de residuo de concreto. Informador Técnico, v. 83, n. 2, p.174-190, 2019. doi:https://doi.org/10.23850/22565035.2170.

PRIYADARSHINI, Saigeeta; SOREN, Shatrughan; DURGA, Geeta. Effect of waste marble dust powder as a filler material on mechanical properties and water uptake capacity of Epoxy/glass fiber composites. Materials Today: Proceedings, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.02.096

POUHET, R.; CYR, M. Formulation and performance of flash metakaolin geopolymer concretes. Construction and Building Materials, v. 120, p.150-160, 2016. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.05.061.

PRODANOV, C. C.; FREITAS, E. C. de. Metodologia do trabalho científico: método e técnicas da pesquisa e do trabalho acadêmico. 2ed. Novo Hamburgo: Feevale, 2013.

SILVA, Guilherme Jorge Brigolini; SANTANA, Vanessa Pereira; WÓJCIK, Marta. Investigation on mechanical and microstructural Properties of álcali-activated materials made of wood biomass ash and glass powder. Powder Technology, v. 377, p. 900-912, 2021. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.09.048

TCHAKOUTÉ, H. K; RUSCHER, C. H.; DJOBO, J. N. Y.; KENNE, B. B. D.; NJOPWOUO, D. Influence of gibbsite and quartz in kaolin on the properties of metakaolin-based geopolymer cements. Applied Clay Science, v. 107, p. 188- 194, 2015. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.01.023

TCHAKOUTÉ, Hervé Kouamo; RÜSCHER, Claus Henning. Mechanical and microstructural properties of metakaolin-based geopolymer cements from sodium waterglass and phosphoric acid solution as hardeners: a comparative study. Applied Clay Science, v. 140, p. 81-87, 2017. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2017.02.002

THEJAS, H. K.; HOSSINEY, Nabil. Alkali-activated bricks made with mining waste iron ore tailings. Case Studies in Construction Materials, v. 16, 2022. doi: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e00973

WANG, Kai-tuo; HE, Yan; SONG, Xiao-ling; CUI, Xue-min. Effects of the metakaolin-based geopolymer on high-temperature performances of geopolymer/PVC composite materials. Applied Clay Science, v.114, p.586-592, 2015. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.07.008

XU, Meng-xue; HE, Yan; WANG, Chao-qun; HE, Xue-feng; He, Xu-qing; LIU, Jing; CUI, Xue-min. Preparation and characterization of a self-supporting inorganic membrane based on metakaolin-based geopolymers. Applied Clay Science, v. 115, p.254-259, 2015. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.03.019

YE, Nan; YANG, Jiakuan; LIAN, Sha; HU, Yong; HU, Jingping; XIAO, Bo; HUANG, Qifei. Synthesis and strength optimization o fone-part geopolymer based on red mud. Construction and Building Materials, v. 111, p. 317-325, 2016. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.099

ZENG, Shixin; WANG, Jialai. Characterization of mechanical and electric Properties of geopolymers synthesized using four locally available fly ashes. Construction and Building Materials, v. 121, p. 386-399, 2016. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.06.011

ZRIBI, M. SAMET, B.; BAKLOUTI, S. Effect of curing temperature on the synthesis, structure and mechanical properties of phosphate-based geopolymers. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 511, p.62-67, 2019. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.01.032

Downloads

Publicado

25/10/2023

Como Citar

Carvalho , A. R. de ., Castro Mendes, J., de Oliveira, T. M., & Jorge Brigolini Silva, G. (2023). Potencial do uso dos resíduos industriais originados no estado de Minas Gerais como precursores geopoliméricos. ENCONTRO NACIONAL DE APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS NA CONSTRUÇÃO, 8(00), 1–9. https://doi.org/10.46421/enarc.v8i00.2922

Artigos Semelhantes

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.