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PublicouFrancisco Basto Alterado mais de 10 anos atrás
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Aspectos técnicos e ambientais do uso de escória de aciaria
Profa Dra Maristela Gomes da Silva Diretora do Centro Tecnológico/UFES Coordenadora do NEXES
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Escória de aciaria: informações
100 – 150kg /ton de aço; geração anual: 3, 7 milhões ton/ano; no Brasil: 80% escória de aciaria LD; 44% utilizada em base e sub-base; 56% é estocada (passivo): 2 milhões ton/ano.
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Transformação de resíduos em produtos ?
Pesquisa, normalização, transferência !
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Aplicações da escória de aciaria na Europa
80% das escórias recicladas na CC !
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Composição química da escória de aciaria
Brasil , ,
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Impactos ambientais associados ao uso da escória de aciaria
Utilização e/ou disposição incorreta; Características químicas; pH alcalino (11-12; lixiviado natural é 11); presença de óxidos básicos e metais pesados (alumínio, dureza, fenol e fluoretos, Classe II); características físicas e granulometria (não há risco de silicose, não há problema com o manganês).
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Algumas especificações para uso da escória de aciaria
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A expansão deve ser < 3%
(DNER-PRO 263/94 e EM 262/94 ) !
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Expansibilidade CaO e o MgO (livres) - compostos volumetricamente instáveis mais importantes FeO C2S
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CaO CaO não-combinado ou livre ou reativo: maior problema;
Ca(OH)2: aumento de volume da ordem de 99%; CaO não-combinado ou livre ou reativo: maior problema;
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MgO Origem na adição de dolomita para a proteção do revestimento refratário do convertedor 3 fases diferentes: problema: não-combinado ou livre ou reativo (periclásio); MgO + H2O Mg(OH)2 (Brucita) - reação em idades maiores que o CaO; aumento de volume>119%.
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Ferro metálico Ferro total – 15% a 20% da comp. Química.
Expansão com efeito global menor que o MgO e CaO
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C2S Expansão por transformação alotrópica entre as fases , ’, e , sem grandes alterações de volume
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Avaliação da expansibilidade ao longo do tempo
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Avaliação da expansibilidade ao longo do tempo
Equipamento dos ensaios JIS A 5015/92 e PTM 130
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Ensaios de expansibilidade
CRÍTICAS A ESTES ENSAIOS: Lento Difícil execução Grande dispersão de resultados A compactação ocorre na umidade ótima: não tem efeito significativo sobre os resultados Efeitos da sobrecarga, do confinamento do material e do tamanho dos corpos-de-prova podem também levar a diferentes resultados não controle de: coeficiente de Poisson, o módulo de deformação, o estado inicial de tensões, a rigidez inicial, a estrutura e as condições de drenagem do solo. Ensaios adaptados do ASTM D 698 (CBR) ASTM D 4792/95 (Potential Expansion of Aggregates from Hydration Reactions ) JIS A 5015 PTM 130/78 e pelo DMA-1/DER-MG/92
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Ensaios de expansibilidade
Ensaio de Autoclave Condições irreais? Muito agressivo? O Steam test
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Avaliação da expansibilidade
Equipamento do Steam Test
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Ensaios de expansibilidade
Outros ensaios Le Chatelier Inconclusivo? Autoclave Resultados exagerados Etileno Glicol Ineficaz ASTM 1260 C/01 / ASTM 1293/2001
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Tratamentos para redução de expansibilidade
Alterações no processo de escorificação Redução da granulometria da Cal – maior dissolução e completa reação do CaO CAMFlux – alteração no teor de CaO final
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Tratamentos para redução de expansibilidade
Tratamentos no estado líquido Adição de sílica e oxigênio 2CaO(LIVRE) + SiO2 Ca2SiO4 2FeO+ ½ O2 2 Fe2O3 + energia 2CaO(LIVRE) + Fe2O3 2CaO x Fe2O3 Granulação a seco ou a úmido Atividade hidráulica por resfriamento rápido Expansão muito pequena
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Tratamentos para redução de expansibilidade
Tratamentos no estado sólido Wheathering – “cura” ao tempo (???) Cura a vapor Open yard Processo SKAP
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Tratamentos da escória de aciaria
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Tratamentos da escória de aciaria
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Avaliação da expansibilidade ao longo do tempo
Equipamento dos ensaios JIS A 5015/92 e PTM 130
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?
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Missão Estimular a reciclagem de escórias e outros co-produtos siderúrgicos na construção civil.
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Proposta do NEXES Universidade-siderurgia-construção civil ! CERF
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Principais ações pesquisa e transferência de tecnologia;
capacitação tecnológica; serviços tecnológicos; proposição de textos de normas; preparação de manuais e livros; construção de bases de dados, ….
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Principais linhas de pesquisa
normalização; expansibilidade da escória de aciaria; métodos e técnicas de estabilização da escória de aciaria;
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Principais linhas de pesquisa
desempenho de pavimentos com escória de aciaria; impacto no meio ambiente e na saúde em face ao uso da escória de aciaria e outros co-produtos;
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Equipe 50 pesquisadores 10 PhD 7 MSc 11 eng., químicos, arquitetos ….
15 estudantes 7 técnicos 1 secretária
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Projetos em andamento Avaliação da expansibilidade e das tecnologias de tratamento visando o desenvolvimento de mercado das escórias de aciaria para fins de pavimentação (AGSPAVI; UFES-FEST-IBS) Avaliação do custo, avaliação ambiental e avaliação da resistência e durabilidade do pavimento construído com escória de aciaria envelhecida (PAVIAMB; UFES-FEST-CST)
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FINEP
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FINEP
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Caracterização da escória de aciaria
Materiais - microestrutura MEV Microfractografia (Amostra virgem) Análise: Ca, O e C Mg, Fe, O, Ca, C, Mn, Si, Al Mg, Fe, O, C, Ca, Mn, Si, Al 4. Ca, O, C 1 3 2 4
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Situação em 2003 nível de desenvolvimento da pesquisa no Brasil
consolidado semi-consolidado sem pesquisa
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Pesquisas do NEXES nível de desenvolvimento da pesquisa no Brasil
consolidado
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Reciclagem da escória de aciaria
Base e sub-base de estrada risco ambiental durabilidade controle tratamento expansibilidade
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Escória de aciaria x cimento
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Reciclagem da escória de aciaria
Cimento transferência características processo tratamento
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Reciclagem da escória de aciaria
Fertilizantes (necessidade de correção da composição química) Elementos de contenção; Lastro ferroviário (impacto no meio ambiente?); ...
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Comentários finais Reciclagem de escórias Mercado Pesquisa Consumo
< matérias primas < energia < aterros < custos? > qualidade Consumo convencimento certificação Mercado competitividade avanço tecnológico Pesquisa metodologia transferência Avaliação impacto no meio ambiente
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! Obrigada pela atenção Tel.: (27) 33352640, 33352058, 33352146
Fax.: (27) Obrigada pela atenção !
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