Publicação:
Utilização de resíduos dregs da indústria de papel e celulose para a produção de ligantes álcali-ativados

dc.contributor.advisor1Motta, Leila Aparecida de Castro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3604233375792763pt_BR
dc.contributor.referee1Costa, Eliane Betania Carvalho
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7980270951199108pt_BR
dc.contributor.referee2Dias, Cleber Marcos Ribeiro
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2747640535642870pt_BR
dc.creatorOliveira, Cecilia Prado
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6306316244183960pt_BR
dc.crossref.doibatchid8862a84d-acd6-4c6a-b6c4-0d4381284c4e
dc.date.accessioned2023-09-11T20:52:16Z
dc.date.available2023-09-11T20:52:16Z
dc.date.issued2023-08-18
dc.description.abstractThe pulp and paper industry stands out for its worldwide production. However, roughly 88 kg of solid waste are generated per ton of paper produced, from which 4 to 20 kg are green liquor dregs derived from the chemical recovery cycle in the kraft pulping process. The present study evaluates the use of green liquor dregs to produce metakaolin-based alkali-activated binders. The residues were thermally treated to obtain reactive calcium oxide, which is known for its porosity-reducing effects in alkali-activated materials. It was determined by thermal and statistical analysis that calcination at 915 ºC for 2 h causes decarbonation of calcite in the residues. Green liquor dregs calcined at these conditions were characterized by thermogravimetry analysis, X-ray fluorescence, X-ray diffraction and laser granulometry. The results suggest that thermal treatment was efficient in terms of CaO formation and loss on ignition reduction. The evaluation of binders produced with thermally treated green liquor dregs was based on a central composite design that considered three variables: the mass ratio of activator/precursor; curing time; and metakaolin substitution percentage for thermally treated dregs. Tests of mini-slump, compression, ultrasonic wave transmission, determination of length change and infrared spectroscopy were conducted. By response surface methodology, it was determined that increasing activator/precursor ratio and percentage of dregs causes an increase in the spread of pastes and a decrease in its compressive strength and dynamic modulus of elasticity. However, it is noteworthy that the compressive strength of all mixtures was superior to 20 MPa at 3 days and 25 MPa at 7 days. Also, the decrease in strength ranged between 1.16 and 3.33 MPa when increasing GLD percentage from 4,05 to 15,95% in mixtures with activator/precursor mass ratio of 0.54 and 0.66. These factors indicate that using green liquor dregs to produce alkali-activated binders is feasible, if associated with proper formulations.pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoA indústria do papel e celulose destaca-se por sua produção mundial. Entretanto, estima-se que são gerados cerca de 88 kg de resíduos sólidos por tonelada de papel produzida. Desse total, 4 a 20 kg por tonelada referem-se aos resíduos dregs, provenientes da etapa de recuperação química do processo de polpação Kraft. Diante disso, este trabalho avalia a produção de ligantes álcali-ativados à base de metacaulim e dregs. Os resíduos foram tratados termicamente para a obtenção de óxido de cálcio reativo, responsável pela redução da porosidade em materiais álcali-ativados. Por meio de análises térmicas e estatísticas, determinou-se que o tratamento térmico a 915 ºC por 2 h permite a descarbonatação completa dos dregs. Os resíduos calcinados nas condições estabelecidas foram caracterizados por meio das técnicas de termogravimetria, fluorescência de raios-X, difração de raios-X e granulometria a laser. Os resultados da caracterização sugerem a eficácia do tratamento térmico quanto à formação de CaO e diminuição da perda ao fogo. As propriedades dos ligantes álcali-ativados produzidos com os dregs tratados termicamente foram investigadas a partir de um planejamento composto central, que considerou as variáveis independentes referentes a: razão mássica entre ativadores e precursores nas misturas; tempo de cura das amostras; e porcentagem de substituição do metacaulim pelos dregs tratados. As pastas foram submetidas a ensaios de mini abatimento, compressão, propagação da onda ultrassônica, determinação da variação dimensional (retração ou expansão linear) e espectroscopia por infravermelho. A partir da análise de superfícies de resposta, observou-se que o acréscimo da relação ativadores/precursores e da porcentagem de dregs tratados na mistura acarreta o aumento do espalhamento e a diminuição da resistência à compressão e módulo de elasticidade dinâmico. Entretanto, destaca-se que todas as pastas apresentaram resistências à compressão superiores a 20 MPa aos 3 dias e 25 MPa aos 7 dias. Além disso, as perdas de resistência associadas ao incremento da porcentagem de dregs entre 4,05 e 15,95% para razões ativador/precursor de 0,54 e 0,66 ficaram entre 1,16 e 3,33 MPa. Desse modo, demonstra-se a viabilidade técnica da incorporação de resíduos dregs na produção de ligantes álcali-ativados, desde que associada a formulações adequadas.pt_BR
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Cecilia Prado de. Utilização de resíduos dregs da indústria de papel e celulose para a produção de ligantes álcali-ativados. 2023. 114 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.242.pt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.242pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39071
dc.languageporpt_BR
dc.orcid.putcode142173183
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Civilpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.sizeorduration114pt_BR
dc.subjectLigantes álcali-ativadospt_BR
dc.subjectDregspt_BR
dc.subjectResíduospt_BR
dc.subjectTratamento térmicopt_BR
dc.subjectGeopolímeropt_BR
dc.subjectAlkali-activated binderspt_BR
dc.subjectDregspt_BR
dc.subjectSolid wastept_BR
dc.subjectThermal treatmentpt_BR
dc.subjectGeopolymerpt_BR
dc.subject.autorizadoEngenharia civilpt_BR
dc.subject.autorizadoCelulose e papel
dc.subject.autorizadoMisturas com emulsão asfáltica
dc.subject.autorizadoResíduos como material de construção
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpt_BR
dc.titleUtilização de resíduos dregs da indústria de papel e celulose para a produção de ligantes álcali-ativadospt_BR
dc.title.alternativeInvestigation of the use of green liquor dregs to produce alkali-activated binderspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dspace.entity.typePublication
person.identifier.orcid0000-0002-2528-3516
relation.isAuthorOfPublicationee494d7c-ec8f-4d48-92b2-6285db6bb079
relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscoveryee494d7c-ec8f-4d48-92b2-6285db6bb079

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