Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
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Navegando Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil por Autor "Acchar, Wilson"
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Dissertação Argamassa de revestimento produzida a partir da substituição do agregado natural por resíduo de scheelita e pó de pedra(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-07-28) Macêdo, Jeandson Willck Nogueira de; Acchar, Wilson; Silva, Vamberto Monteiro da; 67456863415; http://lattes.cnpq.br/7962325767490100; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; http://lattes.cnpq.br/8133342162193804; Silva, Jaqueligia Brito da; http://lattes.cnpq.br/5948828937239319; Lucena, Luciana de Figueiredo Lopes; http://lattes.cnpq.br/5893551656862490; Marques, Sheyla Karolina Justino; http://lattes.cnpq.br/3917387578549073A exploração de agregados envolve a extração de recursos naturais não renováveis e, com isso, modifica o meio ambiente causando impactos ambientais. Somente em 2016, o Brasil produziu cerca de 312 milhões de toneladas de areia, agregado que é geralmente extraído dos leitos dos rios, causando danos diversos ao meio ambiente, como a erosão, o assoreamento dos rios e a contaminação dos solos. Com o propósito de mitigar estes impactos, diversas pesquisas vêm sendo desenvolvidas com o objetivo do aprimoramento de tecnologias que substituam os agregados naturais por resíduos, como aqueles gerados na mineração de brita e scheelita. O estado do Rio Grande do Norte concentra as maiores reservas de scheelita do Brasil, as quais são exploradas com vistas à obtenção de tungstênio, um dos minerais mais utilizados na produção de diversos segmentos industriais. Durante a extração deste elemento são geradas toneladas de resíduos sólidos que são estocados ao ar livre, ocupando grandes áreas, causando impactos ao meio ambiente. O pó de pedra é o subproduto fino originário do processo de britagem das rochas para obtenção de brita para a construção civil, que geralmente, é depositado no pátio das pedreiras, em grandes volumes, causando diversos impactos ambientais e doenças respiratórias. No Brasil, este resíduo é utilizado principalmente na produção de concreto usinado e argamassas industrializadas, no entanto, seu emprego na produção de argamassas e concretos em obras convencionais ainda é bastante restrito. Diante desta problemática, a presente pesquisa tem como objetivo o estudo do desempenho de argamassas de revestimento produzidas com substituição total do agregado natural por areias binárias residuais constituídas de pó de pedra e subproduto de scheelita. Para isso foi realizada a caracterização dos resíduos e materiais utilizados na confecção das argamassas, incluindo análises de FRX, DRX e MEV. Em seguida, foram formuladas argamassas na proporção de 1:3, em volume, com substituição total da areia natural por areias residuais de scheelita e britagem. As argamassas foram analisadas quanto as suas propriedades no estado fresco (consistência, densidade de massa, teor de ar incorporado e retenção de água) e endurecido (resistência à tração, à compressão, absorção por imersão, absorção por capilaridade, densidade aparente, e microestrutura). Ao final, foram executados revestimentos, que por sua vez, foram avaliados quanto a aderência à tração. O estudo do empacotamento e distribuição granulométrica dos agregados permitiu a confecção de uma areia residual de alta qualidade a partir da combinação, em partes iguais, do pó de pedra e o resíduo da scheelita grosso. A argamassa produzida com esta composição, no estado fresco, embora mais densa, obteve melhor consistência, maior retenção de água e teor de ar incorporado semelhante à argamassa referência. No estado endurecido, a formulação alcançou elevada resistência mecânica, maior densidade de massa, menor absorção, tanto por imersão quanto por capilaridade, de todas as argamassas avaliadas. Aplicada como revestimento, obteve resistência a aderência à tração aproximado a argamassa de referência e, superiores aos valores mínimos estabelecidos pelas normas brasileiras para argamassas de revestimentos, o que ratifica a viabilidade da utilização da composição da areia de britagem e de scheelita como agregado para argamassas.Dissertação Argamassas produzidas a partir da substituição do agregado miúdo pelo resíduo do beneficiamento da scheelita e da água de hidratação por manipueira(2019-11-29) Souza, Rayanderson Saraiva de; Acchar, Wilson; ; ; Nóbrega, Andreza Kelly Costa; ; Marques, Sheyla Karolina Justino; ; Silva, Vamberto Monteiro da;Argamassas são misturas homogêneas compostas por agregado miúdo, aglomerante e água, sendo um dos materiais mais consumidos pela indústria da construção civil. Os agregados representam de 60 a 80% do consumo de materiais nas argamassas, além de elevado consumo de água tratada. Nesse sentido, pesquisas vêm sendo desenvolvidas para substituir os materiais constituintes por resíduos que contribuam com as propriedades das argamassas, reduzam o consumo dos bens naturais finitos e apresentem uma destinação para esses produtos. Por sua vez, o Rio Grande do Norte (RN) apresenta elevados índices de comercialização de minerais, como tungstênio que é encontrado no minério de scheelita. No Brasil, os principais depósitos de minério de scheelita estão localizados na Província Scheelitífera do Seridó (RN). O processo de beneficiamento da scheelita produz cerca de 18.000m3 de resíduos/ano (fino e grosso). Por outro lado, o processo de beneficiamento da mandioca (Manihot esculenta Crantz) também produz alguns resíduos, como a manipueira, um líquido de aspecto leitoso com alto teor de ácido cianídrico e elevada demanda bioquímica de oxigênio (DBO) que escorre das raízes da mandioca durante o processo de prensagem para a obtenção de fécula (amido) ou para a produção de farinha. O Brasil é o quarto maior produtor de mandioca (21,08 milhões de toneladas) e estima-se a produção de manipueira na proporção de 3:1, no qual para cada 3 kg de raízes de mandioca prensada, 1 litro de manipueira é gerado. Ambos os resíduos carecem de tecnologia para seu aproveitamento e diminuição dos impactos ambientais, como degradação visual da paisagem, do solo, do relevo, poluição do ar e contaminação do lençol freático. Dessa forma, foram analisadas argamassas de assentamento com substituição do agregado miúdo pela composição do resíduo de scheelita (fino e grosso) e da água de hidratação por manipueira. Foi realizada a caracterização dos resíduos e materiais para sua utilização em argamassa nos traços de 1:3 (cimento: agregado) e 1:1:6 (cimento: cal: agregado), em volume. Em seguida, as argamassas foram analisadas quanto a suas propriedades no estado fresco (consistência, densidade de massa, teor de ar incorporado e retenção de água) e endurecido (resistência à tração, à compressão, absorção por imersão, absorção por capilaridade, densidade aparente e módulo de elasticidade dinâmico), além de análises de MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura). Os resultados demonstraram que o ajuste granulométrico do resíduo da scheelita permitiu o aumento da densidade das argamassas e em conjunto com a manipueira possibilitaram o aumento do desempenho das argamassas, quanto a absorção capilar e plasticidade. A manipueira favoreceu a melhor hidratação do cimento quanto a produção de CSH e CASH, permitindo um material mais denso e com melhores resistências mecânicas. Os melhores resultados foram obtidos para a composição com cimento, resíduo de scheelita e manipueira, demonstrando ser um material promissor para a indústria da construção civil.Dissertação Estudo da pasta de cimento com substituição parcial e total da água de hidratação por manipueira(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-07-28) Pipolo, Lisieux Feitosa Gondim; Acchar, Wilson; Silva, Vamberto Monteiro da; 67456863415; http://lattes.cnpq.br/7962325767490100; Lucena, Luciana de Figueiredo Lopes; http://lattes.cnpq.br/5893551656862490; Silva, Jaqueligia Brito da; http://lattes.cnpq.br/5948828937239319; Marques, Sheyla Karolina Justino; http://lattes.cnpq.br/3917387578549073A pasta de cimento é a união de dois insumos: água e cimento. A partir dela são preparados concretos e argamassas, elementos mais consumidos na indústria da construção. Diante desta grande demanda, surgem alguns questionamentos sobre o impacto ambiental quanto ao elevado consumo de recursos naturais. Neste sentido, pesquisas vêm sendo desenvolvidas com o propósito de minimizar o consumo de bens não renováveis através de substituição por produtos oriundos de outras atividades produtivas. Dentro desta perspectiva está a manipueira, subproduto líquido resultante do processo de prensagem das raízes de mandioca com alto teor de ácido cianídrico e elevada demanda bioquímica de oxigênio. Seu descarte normalmente é feito em corpos d’água causando alteração da capacidade de autodepuração e eutrofização, ou através do acúmulo em pequenas áreas circundantes do local de produção sem tratamento prévio. Considerando que em 2020 o Brasil foi responsável pela produção de 18,96 milhões de toneladas da raiz de mandioca tornam-se relevantes estudos para mitigação deste impacto ambiental. O objetivo desta pesquisa é analisar o comportamento da pasta de cimento produzida com manipueira em substituição à água, quanto as propriedades físicas e mecânicas e microestutura. Os materiais foram caracterizados e sete pastas preparadas com diferentes teores de substituição (10%, 15%, 20%, 25%, 50%, 75% e 100%) para análise das propriedades no estado fresco e endurecido. No estado fresco, a presença da manipueira provocou retardo do tempo de pega até 66% em relação à pasta de referência e comportamento plastificante às pastas de cimento em todas as formulações propostas. No estado endurecido, foi constatado um aumento da resistência à compressão em 28% na formulação com 20% de substituição, e uma queda acentuada nas proporções de 75% e 100% de substituição quando comparadas à pasta de referência. Foi verificada ainda a diminuição da massa específica, aumento do índice de vazios e absorção por capilaridade em todas as proporções de substituição. A partir dos resultados encontrados foram realizadas análises microestruturais nas amostras das composições de 20% e 100%. Percebeu-se a formação de flocos silicato hidratado (CSH) na pasta com 20% de substituição, e etringita tardia na pasta com 100%. Assim, conclui-se que a manipueira estudada pode ser utilizada em pastas de cimento substituindo até 20% da água de hidratação, uma vez que suas propriedades foram melhoradas. No entanto, a incorporação da manipueira em maiores teores de substituição, prejudicaram o processo de hidratação do cimento.Dissertação Incorporação do resíduo de cascalho de perfuração de poços de petróleo em formulações cerâmicas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-04-20) Barros, Ravenna Maria Monteiro; Acchar, Wilson; Silva, Jaqueligia Brito da; ; http://lattes.cnpq.br/5948828937239319; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/0409215081823807; Paskocimas, Carlos Alberto; ; http://lattes.cnpq.br/2365059843175411; Silva, Vamberto Monteiro da; ; http://lattes.cnpq.br/7962325767490100Durante suas operações, a indústria petrolífera gera uma grande quantidade de resíduos, dentre eles, o cascalho de perfuração. O controle dos impactos ambientais causados devido a esses resíduos representa um grande desafio. Tais impactos podem ser minimizados quando é dado um gerenciamento adequado, sendo convenientemente tratados e corretamente dispostos ou quando reciclados. As propriedades dos materiais cerâmicos podem ser fortemente influenciadas quando adicionado um resíduo à sua composição. Este trabalho tem como objetivo estudar a incorporação do resíduo de cascalho de perfuração de poços de petróleo na massa padrão para fabricação de cerâmica vermelha proveniente de uma indústria cerâmica do município de São Gonçalo do Amarante/RN. O sucesso da incorporação pode minimizar custos na produção das peças cerâmicas e diminuir os impactos ambientais gerados pelo resíduo. As matérias-primas utilizadas foram coletadas e caracterizadas, sendo formuladas com os percentuais de 0, 20 e 40% em substituição de massa por resíduo, foram sinterizadas nas temperaturas de 900, 1.010 e 1.120 °C utilizando patamares de queima de 30min, 1h30min e 2h30min com base em um planejamento fatorial 2³. Em seguida amostras foram submetidas aos ensaios de Absorção de Água, Retração Linear de Queima, Tensão de Ruptura à Flexão, Porosidade Aparente, Massa Especifica Aparente e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) da seção de ruptura. Os resultados mostraram que é possível a utilização do resíduo para a fabricação de produtos da cerâmica vermelha (telhas, tijolos maciços e tijolos furados) substituindo-se a argila em até 40%, atendendo aos requisitos exigidos pela norma e pela literatura para as propriedades tecnológicas do produto final.Dissertação Potencial de substituição do cimento pela cal em tijolos de solo-cimento com incorporação de resíduo cerâmico(2018-03-26) Fonsêca, Nayara Jhéssica Marques da; Acchar, Wilson; ; ; Silva, Jaqueligia Brito da; ; Nobrega, Andreza Kelly Costa; ; Silva, Vamberto Monteiro da;A construção civil é uma importante indústria no sistema econômico em que está inserida. Além de gerar emprego e renda, o setor também contribui modificando o cenário natural para garantir à sociedade moradia, segurança e bem-estar. No entanto, os altos índices de recursos naturais utilizados pela construção, bem como as grandes quantidades de resíduos gerados por ela, trazem grande preocupação referente ao impacto ambiental negativo gerado e as suas consequências. Tendo em vista o alto consumo energético no processo de fabricação do cimento, as grandes quantidades de CO2 emitidas durante a queima do clínquer, a disponibilidade de cal hidratada na região Nordeste do Brasil e ainda, o alto índice de perdas que envolve os blocos cerâmicos utilizados em alvenarias de vedação, esse trabalho avaliou o potencial de substituição do cimento pela cal em tijolos de solo-cimento com incorporação de resíduo cerâmico (RC). Foram desenvolvidas composições ternárias de solo + 12% cimento + 4% RC, solo + 12% cal hidratada + 4% RC, quaternárias de solo + 6% cimento + 6% cal hidratada + 4% RC. As composições também foram formuladas sem adição de RC para servirem como referência e possibilitar a análise da influência do resíduo sobre o comportamento dos tijolos produzidos. Após os processos de prensagem e cura dos tijolos, estes foram submetidos a ensaios de resistência mecânica, absorção de água e durabilidade modificada. Em seguida, analisou-se a microestrutura desses materiais através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de raios X (DRX) das superfícies de fratura. Dados os teores de sílica e alumina presentes, tanto no solo empregado, como no resíduo cerâmico finamente moído, pode ocorrer a reação pozolânica que, por sua vez, contribui para a melhoria das propriedades físicas e mecânicas das composições estudadas. Observou-se que os tijolos produzidos apresentaram boas condições de resistência a compressão simples, absorção de água e durabilidade em acordo com recomendações das Normas vigentes para tijolos em aplicação não estrutural. Os resultados experimentais constataram que a composição ternária solo + 12% cimento + 4% RC apresentou valores mais significativos, ultrapassando 2 Mpa de resistência à compressão simples, a partir dos 150 dias de cura. Entre as misturas quaternárias, a formulação solo + 6% cimento + 6% cal e 4% RC apresentou o melhor desempenho, superando a resistência à compressão mínima de 2 MPa recomendada pela Norma, a partir dos 120 dias de cura. Com base nos resultados obtidos é possível concluir que, tanto do ponto de vista técnico, como econômico, a substituição do cimento pela cal em tijolos de solocimento, é viável, com os benefícios da incorporação do RC e observando-se os tempos de cura necessários para a efetiva hidratação dos aglomerantes e das reações pozolânicas.Dissertação Proposta de sistema construtivo em terra ensacada com incorporação de manipueira em substituição à água(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-03-27) Sampaio, Ana Lígia Pessoa; Acchar, Wilson; ; ; Queiroz, Luiz Alessandro Pinheiro da Câmara de; ; Sousa, Clawsio Rogerio Cruz de; ; Silva, Vamberto Monteiro da;O estado do Rio Grande do Norte, apesar de pequeno, é atravessado por duas Zonas Bioclimáticas que possuem uma intensa carga solar como características em comum, mas se contrapõem em pontos como a necessidade de massa térmica e o tamanho das aberturas para se alcançar o conforto térmico, são elas a Zona Bioclimática 07 e a Zona Bioclimática 08, universo de estudo deste trabalho. Nesse contexto, as técnicas construtivas populares modernas não conseguem suprir os requisitos necessários para se atingir o conforto na região, ignorando aspectos que vão desde os socioculturais aos bioclimáticos. A busca de novas formas de se construir no Rio Grande do Norte deveria considerar soluções que fomentem o fortalecimento da identidade local e que valorizem não só sua população, como também elementos intrínsecos e particulares da região, como clima, território e cultura, em oposição às técnicas que incentivam a produção em massa de edificações observada na contemporaneidade. Destaca-se, nesse contexto, o barro como material de construção, abundante e que guarda em suas raízes as respostas para as fragilidades das técnicas atuais, porém bastante estigmatizado no setor da construção civil. Paralelamente, algumas qualidades observadas no estudo da substituição da água por manipueira, resíduo da lavagem da mandioca geralmente descartado, indicam sua potencialidade para ser aplicada junto ao solo, cujo “efeito cimentício” pode equilibrar as suas fragilidades. Logo, o objetivo desse trabalho é propor um sistema construtivo em terra baseado no Brickeradobe com incorporação de manipueira em substituição à água com o intuito de explorar uma técnica que permita empregar o solo para construção, mas que seja adaptável ao padrão de vida contemporâneo, garantindo ainda elevada massa térmica e outras propriedades termoacústicas sem comprometer o custo da obra. Nesse cenário, este trabalho percorreu o sistema construtivo proposto sob duas óticas: quanto ao contexto bioclimático, com foco nas condições climáticas; e quanto às propriedades dos materiais construtivos, estudou-se sua forma, constituição, resistência mecânica e o tratamento das suas superfícies. Para isso, partiu-se de um estudo de referência e de pesquisa experimental em laboratório de forma a se caracterizar os materiais em função de suas propriedades não só físico-mecânicas, mas também químicomineralógica, em que se levou em consideração a fôrma, o invólucro e a composição química, sendo esta última definida através das propostas de formulações e após realizados os ensaios mecânicos. Para avaliação do desempenho termoacústico, foram construídos dois protótipos de casas com 1 m² de área interna e 1,50 m de altura, em que também se procurou mensurar tempo de execução e custos. Entre os principais ensaios realizados, o de resistência à compressão simples foi feito aos 07 dias e aos 28 dias, o de absorção de água por capilaridade e de condutividade térmica aos 28 dias para composições de solo e água (SA), solo e manipueira (SM), solo com 10% de cimento e água (CA) e solo com 10% de cimento e manipueira (CM). Todas as formulações apresentaram resultados de resistência à compressão acima de 1 MPa, sendo três delas acima de 2 MPa e a composição SM obteve valores de resistência semelhantes à da formulação de CA, ressaltando-se o potencial da manipueira como acelerador de reações por favorecer algumas trocas catiônicas, além de melhorar a trabalhabilidade do material e facilitar sua compactação, gerando blocos mais densos. Os blocos SA, apesar de boa resistência à compressão, perderam muita massa quando secos, apresentando-se muito esfareláveis. Assim, a utilização da manipueira trouxe melhorias significativas por agir exatamente nas fragilidades do solo ao funcionar como uma resina, melhorando sua compactação e diminuindo a perda de massa. Quanto às propriedades térmicas, foram avaliados ainda a Resistência Térmica, Transmitância Térmica, Fator de Calor Solar e Atraso Térmico dos blocos isolados e no contexto dos protótipos. Observou-se uma considerável diminuição da amplitude térmica no cenário sem ventilação e um comportamento similar com o sistema ventilado. A melhor compactação do material com o uso da manipueira também garantiu um maior isolamento acústico ao bloco e o custo da obra reduziu cerca de 28%.Dissertação Tijolos de solo-cimento produzidos com manipueira em substituição à água(2019-03-11) Souza, Jônatas Macêdo de; Acchar, Wilson; ; ; Cabral, Kleber Cavalcanti; ; Lucena, Luciana de Figueiredo Lopes; ; Silva, Vamberto Monteiro da;A indústria da construção civil é reconhecidamente uma das maiores consumidoras dos recursos naturais existentes no planeta. A quantidade de trabalhos que visam a redução dos impactos causados pelo setor, tem crescido consideravelmente nos últimos anos. O desenvolvimento de novos materiais de construção, que contribuam para a redução dos impactos ambientais no setor, ao mesmo tempo que atendam as normas vigentes tem sido um ponto debatido e estudado por pesquisadores. Um desses materiais é o tijolo de solo-cimento, considerado um tijolo ecológico e que tem apresentado um enorme potencial para incorporação de resíduos de diversas indústrias, que precisam de estudos para tratamento e/ou reutilização como, resíduos cerâmicos, casca de arroz, resíduo de garrafa PET, etc. Um passivo ambiental que necessita de pesquisas para que seja reaproveitado, é a manipueira, um subproduto industrial (efluente), proveniente da prensagem de mandioca em casas de farinha e fecularias, altamente poluidor, devido a sua toxicidade e concentração de matéria orgânica. Alguns autores têm proposto soluções alternativas para tratamento ou destinação desse resíduo, sendo a produção de tijolos uma delas. Diante disso, essa pesquisa teve como objetivo avaliar as propriedades físicas, mecânicas e microestruturais de tijolos maciços de solo-cimento, produzidos com manipueira em substituição à água. Após a caracterização dos materiais que compõem as formulações de solo-cimento, 3 planejamentos experimentais fatoriais completos 2k , com 3 repetições no ponto central, foram elaborados a fim de reduzir a quantidade de amostras fabricadas. As faixas dos materiais utilizados foram definidas em 6%, 9% e 12% de cimento, 0%, 50% e 100% de manipueira em substituição à água. Assim, foram produzidas 5 formulações. Os ensaios de resistência à compressão foram realizados aos 7, 28 e 49 dias. Os ensaios de absorção de água e Durabilidade modificado, foram realizados aos 7 dias. Em idade posterior a microestrutura dos tijolos com 12% de cimento e 0% e 100% de manipueira e 9% de cimento e 50% de manipueira, foi estudada por meio de ensaios de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Todas as formulações apresentaram resultados de resistência à compressão acima de 1MPa. No ensaio de absorção de água, todas as amostras obtiveram resultados abaixo de 20%. Em relação ao ensaio de durabilidade modificado, todas as composições apresentaram perda de massa abaixo de 1%. Nos ensaios de difração de raios-X foi possível identificar as fases caulinita, quartzo, calcita, CASH (silicato aluminato de cálcio hidratado) e CSH (silicato de cálcio hidratado) em todas as amostras analisadas. No MEV, foi possível verificar a as partículas de solo e estruturas típicas do CSH. Vale ressaltar que os tijolos produzidos com manipueira apresentaram resultados semelhantes àqueles aferidos nas formulações que não utilizaram o resíduo. É possível concluir que, os resultados demonstram a viabilidade técnica da utilização de manipueira em substituição à água na produção de tijolos de solo-cimento, para utilização em alvenarias sem função estrutural.