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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2012.tde-03072013-151931
Document
Author
Full name
Lúcio Flávio Arrivabene
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2012
Supervisor
Committee
Espinosa, Denise Crocce Romano (President)
Barros, Alexandre Martins
Gama, João Luiz Calmon Nogueira da
Oliveira, José Roberto de
Tenório, Jorge Alberto Soares
Title in Portuguese
Adição de resíduo da indústria de granito em escória de aciaria BOF visando sua utilização na produção de cimento.
Keywords in Portuguese
Cimento
Escória de aciaria
Resíduo de serragem de granito
Abstract in Portuguese
A produção de aço necessita de etapas e gera resíduo, dentre eles tem-se a escória de aciaria. No estado do Espírito Santo, Brasil, a mineração de granito é uma das principais atividades econômicas gerando o resíduo de serragem de granito. Nesta pesquisa, busca-se o reaproveitamento destes resíduos, de modo a minimizar possíveis problemas ambientais, apontar a viabilidade técnica do seu uso e reciclá-los por meio de utilização na produção de cimento. Alguns dos principais componentes das escórias de aciaria, tais como, o óxido de cálcio, óxido de magnésio e o ferro metálico sofrem transformações químicas em presença de umidade, que provocam expansão volumétrica da escória. Este fenômeno aliado a reatividade da escória tem dificultado sua utilização. Este trabalho é uma contribuição ao estudo do aproveitamento da escória de aciaria, que passa a ser chamada de ss (steel slag) e do resíduo da serragem de granito, que passa a ser chamado gsw (granite sawing waste), oriundo da extração de granito. Os resíduos estão disponíveis em quantidades nos pátios das siderúrgicas e nas áreas de mineração do granito, respectivamente. Para o reaproveitamento foi realizada a caracterização física, química e mineralógica dos resíduos. Diferentes dosagens de misturas foram produzidas com ss e gsw de forma a permitir avaliação das propriedades obtidas nestas misturas visando sua utilização na produção de cimento. Desenvolveu-se misturas nas quais busca-se a basicidade na escória de aciaria, compreendida entre 4 e 5, para valores próximos ao da escória de alto-forno, na faixa de 0,9 a 1,5 cuja utilização na produção de cimento já está normatizada desde 1991 (NBR 5735, ABNT 1991). Misturas com basicidade entre 0,9 a 4 foram pesquisadas e selecionou-se a mistura com basicidade 1,2 para ser utilizada na produção de cimento. Ao longo da pesquisa foi necessária a produção de 3(três) tipos de cimento até se equacionarem os problemas técnicos e operacionais que surgiram ao longo da mesma. Suas propriedades foram medidas e comparadas com as do cimento contendo escória de alto-forno. As análises dos resultados obtidos para o cimento produzido com a mistura são apresentadas e indicam o potencial de utilização dos resíduos como elementos de adição ao cimento apesar da heterogeneidade dos materiais.
Title in English
Utilization of granite waste and BOF steel slag for cement production.
Keywords in English
Cement
Granite sawing waste
Steel slag
Abstract in English
Steel making requires production stages and generates waste, such as steel slag. In the State of Espirito Santo, Brazil, granite mining is one of the main economic activities, wich generates granite sawing waste. This study aims at reusing these two types waste in order to minimize possible environmental problems; point out the technical feasibility of their use; and recycle them by using in cement. Some of the main components of steel slag, such as calcium oxide, oxides, and metallic iron undergo chemical transformations in the presence of humidity, wich cause slag volume expansion. This phenomenon, combined with slag reactivity, has made its use difficult. This study is a contribution to the study on reusing steel slag (ss) and granite sawing waste (gsw) deriving from granite mining. These types of waste are available in large amounts in the yards of steelmaking plants and granite mining areas, respectively. In order to reuse waste, physical, chemical and mineralogical characterizations were carried out. Different mix proportions were made with ss and gsw so as to allow the evaluation of the properties obtained from these mix designs, aiming at their use in cement production. The tests sought steel slag basicity between 4 and 5, for values close to those of blast-furnace slag ranging from 0.9 to 1.5, whose use in cement production has been standardized since 1991 ( NBR 5735, ABNT 1991). Mix designes with basicity between 0,9 and 4 were studied, and a mix with basicity 1.2 was chosen to be used in cement production. Throughout the investigation, 3 types of cement needed to be made until all the technical and operational problems arising were solved. Their properties were measured and compared to those of blast-furnace cement. The analyses of the achieved results for the cement made with that mix are presented and they show the potential use of these types of waste as admixture elements to cement, despite material heterogeneity.
 
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Tese_3.pdf (1.75 Mbytes)
Publishing Date
2013-07-05
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • Arrivabene, Lúcio Flávio, et al. Viabilidade técnica da fabricação de cimento com mistura de escoria de aciaria LD e resíduo de granito. REM. Revista Escola de Minas , 2012, vol. 65, p. 241-246.
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