Welding flux slag as a supplementary cementitious material

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.5942

Keywords:

Welding flux slag, Supplementary cementitious material, Industrial waste, Cement, Decarbonization

Abstract

Welding flux slag (EFS) is a waste product from the submerged arc welding industry, possessing the potential to inflict environmental harm if inadequately disposed. Considering some similarities between EFS and blast furnace slag, this work aims to evaluate the possibility of reusing EFS as a partial substitute for Portland cement. The cement with EFS was subjected to compressive strength tests, water absorption, sulfuric acid attack, thermogravimetry, carbonation, isothermal calorimetry, and scanning electron microscopy. The results show that the cement composed of 6% EFS meets the compressive strength requirements of CP II-E 40 cement at 28 days and the cement composed of 35% EFS meets the requirements of CP III 25 at 28 days and the CP III 40 to 91 days. Increasing the EFS content delays the onset of setting, increases porosity, and reduces compressive strength and carbonation resistance. The reuse of EFS by the cement industry can contribute to the reduction of CO2 emissions, in addition to reducing the risk of soil contamination from inadequate disposal of EFS.

Author Biographies

Roger Peres de Campos, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Graduação em Engenharia de Produção Civil pelo CEFET-MG

Marcio Mateus Pimenta, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Coordenador de Laboratórios na instituição CEFET-MG, mestrando em Engenharia Civil na linha de pesquisa de Materiais de Construção Sustentáveis no CEFET-MG (2022 - atualmente) e membro do grupo de pesquisa do Laboratório de Materiais Inovadores Sustentáveis LAB-MIS (2022 - atualmente). Graduado em Engenharia Civil pela instituição UFTM (2017-2022) em Uberaba/MG, técnico em Edificações pela instituição CEFET MG campus IV em Araxá/MG (2013-2015).

Janaina Aguiar Park, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Professora de Ensino Básico, Técnico e Tecnológico do Instituto Federal de Minas Gerais (IFMG) desde 2017. Mestre em Mecânica dos Solos e das Rochas pela Ecole des Ponts et Chaussées (ENPC), na França, com diploma reconhecido pelo Ministério da Educação do Brasil. Possui dupla-graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e pela Ecole des Ponts et Chaussées (ENPC). Atualmente é professora e pesquisadora do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFMG - Campus Santa Luzia) dos cursos de graduação em Engenharia Civil e em Arquitetura e Urbanismo e curso técnico integrado de Edificações e doutoranda do Propgrama de Pós-Graduação em Engenharia Civil do CEFET-MG. Tem experiência na área Geotécnica e de Infraestrutura de Transportes, atuando nos seguintes temas: pavimentação, estradas, ferrovias, estabilidade de taludes, fundações, contenções e processos erosivos.

Gustavo Filemon Costa Lima, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Graduado em Geologia pela Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG (2016) com período sanduíche na University of South Wales - Programa Ciências sem Fronteiras (2014 -2015), Técnico em Mineração pela Escola Politécnica de Belo Horizonte (2018), Mestre em Geologia Econômica e Aplicada pela Universidade Federal de Minas Gerais (2018-2020) e Doutor em Ciência das Radiações, Minerais e Materiais no Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (2020-2023). Possuí experiência em Geologia e Geoquímica Ambiental, Técnicas Laboratoriais Aplicadas a Amostras Geológicas, Mapeamento Geológico, Desenho Técnico Geológico e Geoprocessamento. Como docente lecionou disciplinas como Mineralogia para o curso de Graduação em Engenharia Metalúrgica na UFMG; Geografia Física em cursos preparatórios para o Exame Nacional do Ensino Médio voltados para pessoas com carência financeira; e Geologia Introdutória na pós-graduação em direito minerário. Tenho experiência com a operação e análise em múltiplos métodos analíticos como FTIR; FRX; DRX; BET; MEV; Analisador Termogravimétrico (DTG/DTA), dentre outros. Atualmente sou doutor e trabalho na coordenação de laboratórios dentro do Departamento de Engenharia de Transportes - CEFET-MG.

Claudio Turani Vaz, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Graduado em Engenharia Metalúrgica pela Universidade Federal de Minas Gerais (1998), Mestre e Doutor em Engenharia Mecânica na Área de Processos de Fabricação pela Universidade Federal de Minas Gerais (2004 e 2014). Experiência nas áreas de Engenharia de Materiais, Metalúrgica e Mecânica, com ênfase em Processos de Fabricação, atuando principalmente nos seguintes temas: soldagem e técnicas afins, metalurgia. Diretor Adjunto de Pesquisa e pós-graduação do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais. Professor do Departamento de Engenharia de Materiais onde leciona disciplinas para cursos técnicos, graduação e mestrado em Engenharia de Materiais. Chefe do Departamento de Engenharia de Materiais de fevereiro a outubro de 2023. Coordenador do Programa de Pós-graduação em Engenharia de Materiais de agosto de 2017 a janeiro de 2023. Representante Titular da Área de Engenharia no Conselho de Pesquisa e Pós-graduação de 2020 a 2023 e Representante Suplente dos Docentes da Pós-graduação Stricto Sensu no Conselho Diretor.

Augusto Cesar da Silva Bezerra, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Possui graduação em Engenharia de Produção Civil pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (2004), mestrado em Construção Civil pela Universidade Federal de Minas Gerais (2007) e doutorado em Engenharia Metalúrgica e de Minas pela Universidade Federal de Minas Gerais (2012). Atualmente é professor efetivo do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais e coordenador de programas profissionais da área de conhecimento Engenharias I da CAPES. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais e Componentes de Construção, atuando principalmente nos seguintes temas: sustentabilidade, aproveitamento de resíduos, aglomerantes de baixo carbono, materiais álcalis-ativados, cimento Portland, compósitos cimentícios, concreto e infraestrutura resiliente.

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Published

2024-10-07

How to Cite

PERES DE CAMPOS, Roger; MATEUS PIMENTA, Marcio; AGUIAR PARK, Janaina; FILEMON COSTA LIMA, Gustavo; TURANI VAZ, Claudio; CESAR DA SILVA BEZERRA, Augusto. Welding flux slag as a supplementary cementitious material. In: NATIONAL MEETING OF BUILT ENVIRONMENT TECHNOLOGY, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. p. 1–14. DOI: 10.46421/entac.v20i1.5942. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/5942. Acesso em: 24 nov. 2024.

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