[en] INFLUENCE OF THE INCORPORATION OF IRON ORE TAILINGS ON THE CHEMICAL, PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF CONCRETE
[pt] O presente trabalho tem como objetivo investigar a influência da substituição de frações de areia por rejeito de minério de ferro (RMF) no concreto. Estudaram-se a reatividade do rejeito com o cimento, as variações de porosidade, a trabalhabilidade e o efeito filler do material. Para isso uma s...
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| Language: | pt |
| Published: |
MAXWELL
2021
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=51332@1 https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=51332@2 http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51332 |
| Summary: | [pt] O presente trabalho tem como objetivo investigar a influência da
substituição de frações de areia por rejeito de minério de ferro (RMF) no concreto.
Estudaram-se a reatividade do rejeito com o cimento, as variações de porosidade, a
trabalhabilidade e o efeito filler do material. Para isso uma série de ensaios
químicos, físicos, mecânicos e térmicos foram conduzidos. O RMF foi
caracterizado quanto à composição química, granulometria e massa específica.
Constatou-se que o material é formado por sílica e hematita e possui massa
específica muito próxima à da areia, embora seja uma ordem de grandeza mais fino.
Para avaliar a reatividade do RMF confrontou-se os resultados de diversos
experimentos. Foram realizados ensaios de compressão axial em pastas de cimento
com substituição de 10 por cento, 20 por cento e 30 por cento de cimento por RMF, em diferentes idades.
O RMF foi ensaiado quimicamente pelo método Chapelle modificado e o índice de
atividade pozolânica foi determinado. Além disso, fragmentos de concreto com
RMF, aos 28 e 90 dias, foram ensaiados por termogravimetria e os produtos de
hidratação comparados à amostra de referência. O grau de cristalinidade do RMF
foi determinado por difração de raios-X. Todas as evidências indicam que o
material é inerte. O efeito do RMF na trabalhabilidade do concreto e da pasta de
cimento foi avaliado por ensaio de abatimento (slump test) e espalhamento (flow
table), respectivamente, e detectou-se um aumento da trabalhabilidade com o
aumento da fração de RMF. A porosidade foi avaliada por ensaio de imersão em
água no concreto com diferentes frações de RMF, e por ensaio de microtomografia
computadorizada, na qual foi determinada a distribuição dos poros. De modo geral,
detectou-se tendência de redução da porosidade com o acréscimo do RMF. A
resistência mecânica do concreto foi avaliada para substituições de 10 por cento, 20 por cento e
30 por cento de areia por RMF e os resultados foram comparados à substituição das mesmas
frações de areia por material inerte, na granulometria do RMF. O efeito filler causou
um aumento da resistência, tendo o melhor resultado sido obtido com a fração de
20 por cento de RMF. Também foi avaliado o comportamento à flexão em prismas de
concreto com adição de fibras de aço na fração de 30 kg/m cúbicos e 20 por cento de substituição
de areia por RMF. Os resultados de cargas máximas, tensões residuais e tenacidade
foram, em média, muito próximos nas amostras com RMF e de referência. === [en] The present work aims to investigate the influence of the replacement of
sand fractions by iron ore tailings (IOT) on concrete. The reactivity of tailings in
the presence of cement, the variation of porosity and workability, and the filler
effect of the material were studied. For this purpose, a series of chemical, physical,
mechanical and thermal tests were conducted. The IOT was characterized by its
chemical composition, particle size and specific weight. It is found that the material
is formed by silica and hematite and has a specific weight similar to that of sand,
although its grains are ten times smaller. To evaluate the reactivity of the IOT, the
results of several experiments were compared. Axial compression tests were
performed on cement pastes with replacement of 10 percent, 20 percent and 30 percent cement by
IOT at different ages. The IOT was chemically tested by the modified Chapelle test
and the pozzolanic activity index was determined. In addition, IOT concrete
fragments at 28 and 90 days were tested by thermogravimetry and the hydration
products were compared to the reference sample. The degree of crystallinity of the
IOT was determined by X-ray diffraction. All evidence indicates that the material
is inert. The effect of IOT on the workability of concrete and cement paste was
tested by slump test and flow table, respectively, and an increase in workability was
detected by increasing the IOT fraction. Porosity was evaluated by the water
immersion test on concretes with different IOT fractions, and by computed
tomography, which determined the pore distribution. In general, a tendency to
reduce porosity was observed as IOT fraction increased. The mechanical strength
of the concrete was evaluated for 10 percent, 20 percent and 30 percent sand replacements by IOT
and the results were compared to the replacement of the same sand fractions by
inert material, in the IOT granulometry. The filler effect caused an increase in
resistance, with the best result being the 20 percent IOT fraction. It was also evaluated
the flexural behavior in prismatic concrete specimens with addition of steel fibers
in the fraction of 30 kg/m cubic and 20 percent of sand substitution by IOT. The results of
maximum loads, residual stresses and toughness were on average very similar in
the IOT and reference samples. |
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