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metadata.dc.type: doctoralThesis
Title: Potencial da lama da dragagem do Porto de Rio Grande, RS, na obtenção de cerâmica isolante térmica
metadata.dc.creator: Goularte, Cristina Lemos
metadata.dc.contributor.advisor1: Gonçalves, Margarete Regina Freitas
metadata.dc.description.resumo: O presente trabalho, avaliou o potencial de obtenção de cerâmicas isolantes térmicas a partir da lama extraída da dragagem do canal de acesso ao porto de Rio Grande/RS, considerando suas características argilosas e possibilidades de incorporação em massas cerâmicas. A manutenção periódica do calado no canal de acesso ao Porto de Rio Grande, RS, remove grandes volumes de sedimentos, os quais têm sido tradicionalmente descartados, chegando a 49,5 milhões de m3 de material dragado entre os anos de 1998 e 2020, estimando-se o descarte de 2,6 milhões de toneladas de sedimentos apenas na dragagem de 2019-2020, apontando em alguns trechos teores de argila acima de 50% no material dragado. Solos argilosos são materiais base na fabricação cerâmica, que utiliza matéria-prima de natureza heterogênea possibilitando a introdução de resíduos em suas composições, o que leva a reduções na extração de novas matérias-primas, possibilitando atribuição de propriedades como controle de plasticidade e acréscimo de porosidade, essa última, destacandose como importante característica nas cerâmicas isolantes. Para a realização dessa pesquisa foram utilizadas como matérias-primas: lama da dragagem, argila vermelha e serragem de madeira, sendo estas caracterizadas por meio de ensaios de fluorescência de raios X, distribuição granulométrica, limites de plasticidade e de liquidez, difração de raios X, TG e DTA. Foram estudadas sete formulações conformadas por prensagem a 20 MPa, 8% de umidade e queimadas à temperatura máxima de 900°C. Para as cerâmicas produzidas foram determinadas retração linear, perda ao fogo, absorção de água, porosidade, massa específica aparente, resistência mecânica à flexão a três pontos e condutividade térmica, realizando também análise microestrutural. Os dados obtidos foram comparados através de normas técnicas com parâmetros exigidos para materiais cerâmicos ou isolantes térmicos, além de um isolante térmico comercial. Pode ser observado que a lama da dragagem possui características granulométricas, plásticas, químicas, mineralógicas e térmicas análogas a matéria-prima tradicional utilizada na produção de cerâmica vermelha. Na caracterização das cerâmicas produzidas com as sete formulações pode-se observar em todas as propostas o atendimento aos parâmetros de absorção de água pela NBR 15270 e resistência mecânica tanto por normativas técnicas de outros materiais isolantes, quanto em comparação ao isolante comercial. A utilização da serragem de madeira mostrou-se eficiente na formação de poros, também observados nas formulações que continham a lama, sendo identificada nestas amostras os maiores percentuais de retração linear e perda ao fogo. Para a condutividade térmica não foi identificada diferença significativa entre o isolante comercial e as formulações estudadas, obtendo-se para estas uma condutividade térmica inferior a 0,26W/mK nas temperaturas analisadas (25°C e 57°C), demonstrando a capacidade da utilização da lama da dragagem na produção de cerâmicas isolantes térmicas.
Abstract: The present work evaluated the potential of obtaining thermal insulating ceramics from the mud extracted from the dredging of the access channel to the port of Rio Grande/RS, considering its clayey characteristics and possibilities of incorporation into ceramic masses. The periodic maintenance of the draft in the access channel to the Port of Rio Grande, RS removes large volumes of sediments, which have been traditionally discarded, reaching 49.5 million m3 of dredged material between 1998 and 2020, estimated if the disposal of 2.6 million tons of sediments only in the dredging of 2019-2020, indicating clay contents above 50% in the dredged material, with new dredging in the contracting process 2022/2023 describing the removal of 2 million meters cubic. Clay soils are base materials in ceramic manufacturing, which uses raw materials of a heterogeneous nature, allowing the introduction of residues in their compositions, which leads to reductions in the extraction of new raw materials, allowing the attribution of properties such as plasticity control and addition of porosity, the latter, standing out as an important characteristic in insulating ceramics. To carry out this research, the following raw materials were used: dredging mud, red clay and wood sawdust, which were characterized by X-ray fluorescence tests, granulometric distribution, plasticity and liquidity limits, ray diffraction. X, TG and DTA. Seven formulations formed by pressing at 20MPa, 8% humidity and fired at a maximum temperature of 900°C were studied. For the ceramics produced, linear shrinkage, water absorption, porosity, mechanical resistance to bending at three points and thermal conductivity were determined, also performing microstructural analysis. The data obtained were compared through technical standards with parameters required for ceramic materials or thermal insulators, in addition to a commercial thermal insulator. It can be observed that the dredging mud has granulometric, plastic, chemical, mineralogical and thermal characteristics like the traditional raw material used in the production of red ceramic. In the characterization of the ceramics produced with the seven formulations, it is possible to observe in all proposals the compliance with the parameters of water absorption by NBR 15270 and mechanical resistance, both by technical regulations of other insulating materials, and in comparison, to commercial insulators. A higher porosity was also observed in the formulations that contained the mud, and an increase in porosity in the samples that contained wood sawdust, being identified in these samples the highest percentages of linear shrinkage and loss on fire. For thermal conductivity, no significant difference was identified between the commercial insulator and the studied formulations, obtaining for these a thermal conductivity lower than 0.26W/mK at the analyzed temperatures (25°C and 57°C), demonstrating the ability of the use of dredging mud in the production of thermal insulating ceramics.
Keywords: Sedimento de dragagem
Resíduo lamoso
Serragem de madeira
Porosidade
Condutividade térmica
Cerâmica isolante
Dredging sediment
Muddy residue
Wood sawdust
Porosity
Thermal conductivity
Insulating ceramic
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Pelotas
metadata.dc.publisher.initials: UFPel
metadata.dc.publisher.department: Centro de Desenvolvimento Tecnológico
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citation: GOULARTE, Cristina Lemos. Potencial da lama da dragagem do Porto de Rio Grande, RS, na obtenção de cerâmica isolante térmica. 2022. 125 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. Centro de Desenvolvimento Tecnológico. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2022.
metadata.dc.rights: OpenAccess
URI: http://guaiaca.ufpel.edu.br:8080/handle/prefix/9120
Issue Date: 30-Nov-2022
Appears in Collections:PPGCEM: Dissertações e Teses

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