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Efeito da incorporação de um resíduo da refinação de petróleo em formulações industriais para argamassas de ancoragem de armaduras de aço

Autor(es): Oliveira, Rita Almeida de

Data: 2018

Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.21/8610

Origem: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa

Assunto(s): Argamassa de ancoragem; Impacte ambiental; Catalisador exausto de FCC; Pozolana; Anchoring mortar; Environmental impact; Waste FCC catalyst; Pozzolana


Descrição

A indústria da construção civil traduz uma grande preocupação a nível mundial devido ao seu enorme impacte ambiental pelo que existem, atualmente, diversas medidas que visam incentivar a sua sustentabilidade. O cimento é um material essencial neste setor, no entanto, o seu processo de produção equivale à maior fonte de emissão antropogénica de CO2 para a atmosfera. Desta forma, a substituição parcial de cimento por adições, na composição de materiais como as argamassas, contribui para a mitigação deste impacte através da redução do seu consumo. A presente dissertação apresenta como objetivo a avaliação da viabilidade científica e tecnológica de substituir parcialmente, entre 10 e 30% (em massa), o cimento por um resíduo da indústria petrolífera (FCC) em argamassas de ancoragem para armaduras de aço. Estas argamassas, devido à sua função, devem apresentar algumas caraterísticas e propriedades específicas, tais como, elevada aderência e resistência mecânica, rápido endurecimento, devem ser impermeáveis à água e fluidas sem segregar. A avaliação das propriedades das argamassas preparadas apresenta como referência a argamassa comercial da empresa Saint-Gobain Weber Portugal e à luz das especificações requeridas pelas normas europeias em vigor. O resíduo reutilizado é produzido na refinaria da Petrogal, em Sines. Para o estudo do seu efeito na argamassa de ancoragem foi realizada uma campanha experimental que incluiu ensaios das argamassas preparadas com diferentes teores do resíduo – 10 %, 20 % e 30 %. A campanha permitiu estudar propriedades tanto no estado fresco (consistência por espalhamento e massa volúmica) como endurecido (ultrassons, resistividade elétrica, resistência à flexão e à compressão, variação dimensional, difusão de cloretos e aderência). No estado fresco, o aumento do teor de incorporação do resíduo (i) aumenta a quantidade de água para os mesmos valores de espalhamento e (ii) diminui a massa volúmica aparente. As argamassas com 10 % e 20 % de substituição do cimento pelo resíduo de FCC cumprem os requisitos impostos quer pela NP EN 1504-6 quer pela ficha técnica da argamassa utilizadas como referência. A argamassa com 30 % de substituição do cimento, aos 91 dias de idade também cumpre os todos os requisitos apesar de nas primeiras idades por vezes isso não acontecer. Desta forma a utilização de até 20 % deste resíduo como substituto parcial do cimento demonstrou-se viável. A incorporação de 10 % do resíduo, tipicamente, traduz-se na produção de cimentos com propriedades melhoradas. Neste sentido, este trabalho pretende contribuir para o desenvolvimento de novos materiais à base de cimento, com menor impacte ambiental.

Construction industry is a major concern worldwide due to its enormous environmental impact, so there are now several measures that aim to encourage its sustainability. Cement is an essential material in this sector however its production process translates into the largest source of anthropogenic CO2 emissions into the atmosphere. Therefore, the partial replacement of cement by additions, in the composition of materials such as mortars, contributes to the mitigation of this impact through the reduction of its consumption. This dissertation aims to evaluate the scientific and technological feasibility of partially replacing, between 10 and 30% (in mass), cement by an oil industry residue (FCC) in anchoring mortars for steel reinforcement. These mortars, due to their function, must have some specific characteristics and properties, such as high adhesion and mechanical resistance, fast hardening, must be impermeable to water, and of fluid consistency without segregating. The evaluation of the properties of prepared mortars is based on the commercial mortar of Saint-Gobain Weber Portugal using the specifications required by the current European standards. The reused residue is produced at the Petrogal refinery in Sines. For the study of its effect on the mortar anchorage, an experimental campaign was carried out which included tests of mortars prepared with different contents of the residue - 10%, 20% and 30%. The campaign allowed the study of properties both in the fresh state (spreading consistency and density) and hardened state (ultrasonic, electrical resistivity, flexural and compressive resistance, dimensional variation, chloride diffusion and adhesion). In the fresh state, increments in the incorporation of residue content (i) increase the amount of water for the same scattering values and (ii) decrease the apparent bulk density. Mortars with 10% and 20% cement replacement by the FCC residue comply with the requirements of both NP EN 1504-6 and the mortar datasheet used as reference. The mortar with 30% cement replacement at 91 days of age also meets all requirements, although in the early ages sometimes the same does not happen. Thence, the use of up to 20% of this residue as a partial substitute of the cement was proved to be viable. And the incorporation of 10% of the residue typically translated into the production of cements with improved properties. In this regard, this project intends to contribute to the development of new materials based on cement, with less environmental impact.

Trabalho final de mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

Tipo de Documento Dissertação de mestrado
Idioma Português
Orientador(es) Costa, Carla Maria Duarte da Silva e
Contribuidor(es) Oliveira, Rita Almeida de
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