Publicação

Cimentos-cola com incorporação de resíduo da indústria petrolífera

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Os ladrilhos cerâmicos, utilizados em Portugal ininterruptamente há mais de cinco séculos, constituem uma solução eficiente, prática e de baixo custo, e ao mesmo tempo uma forma de qualificação estética dos espaços interiores e exteriores dos edifícios e espaços urbanos. Os ladrilhos caracterizam-se pela baixa permeabilidade ou mesmo impermeabilidade, resistência ao desgaste, facilidade de manutenção e limpeza, face a outras soluções de revestimento de paramentos verticais e horizontais. A aplicação de ladrilhos é indissociável da produção de argamassas colantes, que sofreram uma grande evolução em meados do século XX com o início da produção de argamassas secas pré-doseadas e a incorporação de adjuvantes, nomeadamente os retentores de água e os ligantes poliméricos, que possibilitaram a redução da espessura a aplicar destes materiais e aumentam a capacidade colante. Esta evolução deu origem a uma nova geração de produtos, os adesivos para ladrilhos, que incluem os cimentos-cola, cujo ligante é o cimento. À produção de cimento está associado a um impacto ambiental significativo, resultado do consumo de matérias-primas não renováveis e da emissão de CO2. Uma das formas de mitigar este impacto e contribuir para uma construção mais sustentável, é reduzir a quantidade de cimento utilizado em produtos de construção em particular se, em simultâneo, se reutilizar subprodutos de outras industrias. É neste sentido que surge a presente dissertação, que pretende contribuir para o desenvolvimento de cimentos-cola com menores teores de cimento, ao substitui-lo parcialmente por resíduo um resíduo gerado em refinarias de petróleo em concreto, o catalisador usado da unidade de cracking catalítico em leito fluidizado (FCC – fluid catalytic cracking). Neste contexto foram preparadas duas séries de cimentos-cola, que pretendiam reproduzir dois tipos de cimentos-cola com exigências funcionais distintas, nas quais o cimento foi sendo parcialmente substituído pelo resíduo de catalisador de FCC em percentagens até 50%, em massa, cimento. O objetivo foi avaliar a evolução das características dos dois cimentos-cola em função do aumento do teor de resíduo de catalisador de FCC, e comparar os valores obtidos com os de duas misturas de referência que pretendiam reproduzir da melhor forma possível os cimentos-cola correspondentes, comercializados pela CIARGA. As propriedades dos cimentos-cola foram avaliadas através da realização dos ensaios previstos na norma NP EN 12004:2007+A1, e incluíram a determinação da tensão de aderência em diversas condições de envelhecimento das amostras e após tempo aberto, a identificação dos modos de rotura na falha, a capacidade de transferência de cimento-cola para o ladrilho, a resistência ao escorregamento e a deformação transversal do cimento-cola. A substituição parcial de cimento por resíduo de catalisador de FCC conduz a uma diminuição da trabalhabilidade das misturas em ambas as séries – MC_FCC e MCR_FCC. Na série MC_FCC, a tensão de aderência, principal característica dos cimentos-cola, atinge um máximo nos cimentos-cola em que o teor de substituição foi de 12,5%. Na série MCR_FCC, em 3 ensaios (aderência após imersão em água, após envelhecimento por calor e após tempo aberto de 30 minutos) o valor mais elevado da tensão de aderência foi atingido pelos cimentos cola com 25% de teor de substituição. Todos os cimentos-cola da série MC_FCC cumpriram o requisito da norma para um cimento-cola do tipo especificado. No caso da série MCR_FCC, apenas o cimento-cola MCR_FCC50 não cumpriu o requisito da norma, no caso do ensaio de determinação da tensão de aderência pós envelhecimento em água. A resistência ao escorregamento tende a diminuir nos cimentos-cola com teores de substituição a partir de 25%, inclusive. Os cimentos-cola com 12,5 de teor de substituição apresentam um escorregamento superior, mas muito próximo, do verificado para o cimento-cola de referência. Os cimentos-cola do tipo reproduzido pela série MCR_FCC cumpriram todos o requisito normativo. A substituição parcial de cimento por resíduo de catalisador de FCC, em cimentos-cola, reflete-se na diminuição da quantidade de cimento consumido, e consequentemente na redução das emissões de CO2, bem como na redução do consumo de matérias-primas não renováveis, contribuindo ao mesmo tempo para a melhoria das características dos cimentos-cola, quando comparados com os produtos atualmente comercializados.
Autores principais:	Gonçalves, João do Rego
Assunto:	Cimento Impacto ambiental Cimento-cola Resíduo de catalisador de FCC Reutilização de resíduos industriais Cement Environmental impact Cementitious adhesives Spent FCC catalyst Industrial waste reuse
Ano:	2017
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Instituto Politécnico de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa

Descrição
Resumo:	Os ladrilhos cerâmicos, utilizados em Portugal ininterruptamente há mais de cinco séculos, constituem uma solução eficiente, prática e de baixo custo, e ao mesmo tempo uma forma de qualificação estética dos espaços interiores e exteriores dos edifícios e espaços urbanos. Os ladrilhos caracterizam-se pela baixa permeabilidade ou mesmo impermeabilidade, resistência ao desgaste, facilidade de manutenção e limpeza, face a outras soluções de revestimento de paramentos verticais e horizontais. A aplicação de ladrilhos é indissociável da produção de argamassas colantes, que sofreram uma grande evolução em meados do século XX com o início da produção de argamassas secas pré-doseadas e a incorporação de adjuvantes, nomeadamente os retentores de água e os ligantes poliméricos, que possibilitaram a redução da espessura a aplicar destes materiais e aumentam a capacidade colante. Esta evolução deu origem a uma nova geração de produtos, os adesivos para ladrilhos, que incluem os cimentos-cola, cujo ligante é o cimento. À produção de cimento está associado a um impacto ambiental significativo, resultado do consumo de matérias-primas não renováveis e da emissão de CO2. Uma das formas de mitigar este impacto e contribuir para uma construção mais sustentável, é reduzir a quantidade de cimento utilizado em produtos de construção em particular se, em simultâneo, se reutilizar subprodutos de outras industrias. É neste sentido que surge a presente dissertação, que pretende contribuir para o desenvolvimento de cimentos-cola com menores teores de cimento, ao substitui-lo parcialmente por resíduo um resíduo gerado em refinarias de petróleo em concreto, o catalisador usado da unidade de cracking catalítico em leito fluidizado (FCC – fluid catalytic cracking). Neste contexto foram preparadas duas séries de cimentos-cola, que pretendiam reproduzir dois tipos de cimentos-cola com exigências funcionais distintas, nas quais o cimento foi sendo parcialmente substituído pelo resíduo de catalisador de FCC em percentagens até 50%, em massa, cimento. O objetivo foi avaliar a evolução das características dos dois cimentos-cola em função do aumento do teor de resíduo de catalisador de FCC, e comparar os valores obtidos com os de duas misturas de referência que pretendiam reproduzir da melhor forma possível os cimentos-cola correspondentes, comercializados pela CIARGA. As propriedades dos cimentos-cola foram avaliadas através da realização dos ensaios previstos na norma NP EN 12004:2007+A1, e incluíram a determinação da tensão de aderência em diversas condições de envelhecimento das amostras e após tempo aberto, a identificação dos modos de rotura na falha, a capacidade de transferência de cimento-cola para o ladrilho, a resistência ao escorregamento e a deformação transversal do cimento-cola. A substituição parcial de cimento por resíduo de catalisador de FCC conduz a uma diminuição da trabalhabilidade das misturas em ambas as séries – MC_FCC e MCR_FCC. Na série MC_FCC, a tensão de aderência, principal característica dos cimentos-cola, atinge um máximo nos cimentos-cola em que o teor de substituição foi de 12,5%. Na série MCR_FCC, em 3 ensaios (aderência após imersão em água, após envelhecimento por calor e após tempo aberto de 30 minutos) o valor mais elevado da tensão de aderência foi atingido pelos cimentos cola com 25% de teor de substituição. Todos os cimentos-cola da série MC_FCC cumpriram o requisito da norma para um cimento-cola do tipo especificado. No caso da série MCR_FCC, apenas o cimento-cola MCR_FCC50 não cumpriu o requisito da norma, no caso do ensaio de determinação da tensão de aderência pós envelhecimento em água. A resistência ao escorregamento tende a diminuir nos cimentos-cola com teores de substituição a partir de 25%, inclusive. Os cimentos-cola com 12,5 de teor de substituição apresentam um escorregamento superior, mas muito próximo, do verificado para o cimento-cola de referência. Os cimentos-cola do tipo reproduzido pela série MCR_FCC cumpriram todos o requisito normativo. A substituição parcial de cimento por resíduo de catalisador de FCC, em cimentos-cola, reflete-se na diminuição da quantidade de cimento consumido, e consequentemente na redução das emissões de CO2, bem como na redução do consumo de matérias-primas não renováveis, contribuindo ao mesmo tempo para a melhoria das características dos cimentos-cola, quando comparados com os produtos atualmente comercializados.