ABSTRACT
ABSTRACT Huge amounts of fly ash - a substance that does not conform to the ASTM C618 classification due to its chemical properties - have been abandoned in landfills around the world, despite their self-cementing property. It has not been used in concrete making applications due to its large amounts of free lime and sulfate contents. The fly ash in these plants is dumped in landfills, causing serious environmental hazards. Fly ash is disposed to the landfills by belt conveyors after being humidified with water. Therefore, the fly ashes humidified in the landfill areas are hydrated in nature. This hydration is further intensified in landfills by rain and snow. Thus, the free lime content of fly ash decreases due to its long hydration process. In this work, the lightweight masonry blocks were produced by mixing normal and hydrated fly ashes or normal, hydrated fly ash and lime without Portland cement. The compressive strength, water absorption, sorptivity, density, porosity, and thermal conductivity values of the samples produced were determined. The results obtained from these tests showed that lightweight masonry blocks could be produced by using these waste materials in building applications.
RESUMO Enormes quantidades de cinzas volantes - uma substância que não está de acordo com a classificação ASTM C618 devido às suas propriedades químicas - foram abandonadas em aterros sanitários ao redor do mundo, apesar de sua propriedade de autocimentação. Essas substâncias não têm sido usadas em aplicações de fabricação de concreto devido às suas grandes quantidades de cal livre e teores de sulfato. A cinza volante dessas usinas é despejada em aterros sanitários, causando sérios riscos ambientais. Essas cinzas são descartadas em aterros por correias transportadoras após serem umedecidas com água. Portanto, as cinzas volantes umedecidas nas áreas do aterro são hidratadas na natureza. Essa hidratação é ainda mais intensificada em aterros, pela chuva e pela neve. Assim, o teor de cal livre nas cinzas volantes diminui devido ao longo processo de hidratação. Neste trabalho, blocos de alvenaria leves foram produzidos pela mistura de cinzas volantes normais e hidratadas, ou cinza volante normal hidratada e cal sem cimento Portland. Foram determinados os valores de resistência à compressão, absorção de água, sensibilidade, densidade, porosidade e condutividade térmica das amostras produzidas. Os resultados obtidos nesses testes mostraram que blocos de alvenaria leves podem ser produzidos usando esses materiais residuais em aplicações de construção.
ABSTRACT
RESUMO A cinza volante é o principal resíduo industrial do uso de carvão mineral na geração de vapor e energia. No Brasil, são produzidas 1,4 milhão toneladas ao ano. Essas cinzas podem ser convertidas em produtos zeolíticos por tratamento hidrotérmico alcalino. Este trabalho teve como objetivo principal realizar essa conversão hidrotérmica, a fim de obter unicamente fases cristalinas zeolíticas para a adsorção de íon amônio. Realizaram-se diversas sínteses alterando o método utilizado (clássico ou de duas fases), o tempo de reação (24 ou 30 h) e a massa de NaOH. A caracterização dos produtos e da cinza (in natura e calcinada) foi realizada por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e, em alguns casos, análises térmica diferencial e gravimétrica (ATD-TG). Os resultados demonstraram que é possível sintetizar as zeólitas hidroxissodalita e cancrinita a partir da cinza estudada. O produto obtido pelo método de duas etapas foi utilizado na adsorção de íon amônio em solução, sendo, neste processo, o modelo isotérmico de Sips o mais adequado; alcançando um valor de capacidade máxima de adsorção de 2,71 mg.g-1.
ABSTRACT Fly ash is the main industrial waste generated by coal in steam and power plans. In Brazil, 1,4 million tons are produced every year. These ashes can be converted into zeolite products by alkaline hydrothermal treatment. The main objective of this paper was to induce this reaction which produces only zeolitic crystalline phases for ammonium ion absorption. So, some syntheses were done by different hydrothermal method (classical or two stages), work time (24 or 30 h) and many NaOH bulks. The characterization of ash (in natura and calcined) and products was performed by X-ray diffraction method, scanning electron microscopy and, in some cases, differential thermal and thermogravimetric analysis The product by two stages method was used in ammonium ion absorption in solution at Sips Mathematic Model: the highest capacity of 2,71 mg.g-1.