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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8547
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Influência do lodo de estação de tratamento de água e da cinza da casca de arroz para aprimorar as propriedades mecânicas e termomecânicas de materiais cerâmicos |
Autor(es): | Cabral, Mônica Cariane Denis |
Primeiro Orientador: | Tier, Marco Antônio Durlo |
Coorientador: | Cardoso, Camila Vargas |
Resumo: | A engenharia verde preconiza o uso de resíduos de um dado processo como matéria-prima para fabricação de novos produtos, de modo que esta atividade resulte em resíduo zero. Na produção do arroz, a palha resultante da colheita é utilizada na própria lavoura como adubo e cobertura do solo para evitar a exposição deste e promover o aumento da matéria orgânica. O processamento do arroz tem como resíduo principal a casca que tem sido utilizada como fonte de energia térmica para geração de energia elétrica. A queima da casca resulta na cinza da casca de arroz (CCA) que é rica em sílica quando a queima é feita em temperaturas controladas e, desta forma, pode ser usada como matéria-prima para fabricação de vidros, polímeros e cerâmicos, entre outros. De modo semelhante, as estações de tratamento de água (ETA) têm como resíduo principal o lodo ETA que normalmente é rico em alumínio devido aos produtos químicos utilizados no processo de purificação da água. Desta forma, a CCA e o lodo ETA, podem ser utilizados como fonte de sílica e alumínio, respectivamente, para fabricação de cerâmicos refratários sílico-aluminosos, sendo esta a proposta do presente trabalho. O objetivo principal do trabalho é aprimorar as propriedades mecânicas e termomecânicas de materiais cerâmicos refratários reduzindo os custos de produção e impactos ambientais de forma a contribuir com o desenvolvimento regional. Foram fabricados corpos de provas cerâmicos utilizando argila caulim com substituição de 10% de CCA e 5, 10 e 15% de lodo ETA em massa. Avaliaram-se as propriedades físicas (porosidade aparente, absorção de água e densidade de massa), as propriedades mecânicas (resistência à tração na flexão em três pontos e resistência à compressão), bem como, as propriedades termomecânicas (resistência ao choque térmico). Além disso, foram analisadas as microestruturas dos corpos de provas através do ensaio de análise microestrutural em microscópio eletrônico de varredura (MEV) e difração de raios X. O cerâmico refratário composto apenas por argila caulim apresentou o melhor resultado nos ensaios de resistência à tração. No ensaio de resistência à compressão a cerâmica refratária com adição de 10% de CCA apresentou redução de aproximadamente 40% em comparação a amostra com 100% AC. No ensaio de choque térmico as cerâmicas compostas com lodo ETA apresentaram melhora na resistência ao choque térmico em relação a composição 10 CCA. |
Abstract: | Green engineering advocates the use of waste from a given process as raw material for the manufacture of new products, so that this activity results in zero waste. In rice production, the straw resulting from the harvest is used in the crop itself as fertilizer and soil cover to avoid soil exposure and promote an increase in organic matter. Rice processing has the husk as its main residue, which has been used as a source of thermal energy for the generation of electricity. Burning the husk results in rice husk ash (RCA), which is rich in silica when burned at controlled temperatures and, therefore, can be used as a raw material for the manufacture of glass, polymers and ceramics, among others. Similarly, water treatment plants (WTP) have WTP sludge as their main waste, which is usually rich in aluminum due to the chemicals used in the water purification process. In this way, RHA and ETA sludge can be used as a source of silica and aluminum, respectively, for the manufacture of silico-aluminous refractory ceramics, which is the purpose of this work. The main objective of this work is to improve the mechanical and thermomechanical properties of refractory ceramic materials, reducing production costs and environmental impacts in order to contribute to regional development. Ceramic specimens were manufactured using kaolin clay with 10% replacement of CCA and 5, 10 and 15% ETA sludge by mass. Physical properties (apparent porosity, water absorption and mass density), mechanical properties (tensile strength in three-point bending and compressive strength) were evaluated, as well as thermomechanical properties (resistance to thermal shock). In addition, the microstructures of the specimens were analyzed through the microstructural analysis test in SEM and X-ray diffraction. The refractory ceramic composed only of kaolin clay showed the best result in the tensile strength tests. In the compressive strength test, the refractory ceramics with the addition of 10% CCA showed a reduction of approximately 40% compared to the sample with 100% CA. In the thermal shock test, the ceramics composed with ETA sludge showed an improvement in resistance to thermal shock compared to the 10 CCA composition. |
Palavras-chave: | Engenharia civil Água - Estações de tratamento Lodo Cinza de casca de arroz Cerâmica Civil engineering Ceramics Water - treatment plants Sludge Rice husk ash |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Alegrete |
Citação: | CABRAL, Mônica Cariane Denis. Influência do lodo de estação de tratamento de água e da cinza da casca de arroz para aprimorar as propriedades mecânicas e termomecânicas de materiais cerâmicos. Orientador: Marco Antônio Durlo Tier. 2023. 82p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia Civil, Alegrete, 2023. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8547 |
Data do documento: | 5-Jul-2023 |
Aparece nas coleções: | Engenharia Civil |
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