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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.2002.tde-21102015-143256
Documento
Autor
Nome completo
Marcia Mika Saito
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2002
Orientador
Banca examinadora
Sant'Agostino, Lilia Mascarenhas (Presidente)
Kihara, Yushiro
Toffoli, Samuel Marcio
Título em português
O potencial de aplicação de estéril da mineração de areia, em Mogi das Cruzes (SP), como matéria-prima cerâmica e pozolânica
Palavras-chave em português
Areia
Cerâmica
Cimento
Mineração
Mogi das Cruzes (SP)
Pozolanas
Resumo em português
Este trabalho teve por objetivo apontar alternativas de uso aos estéreis da mineração e areia do Bairro do Taboão, em Mogi das Cruzes(SP), região responsável pela produção mensal de 170.000m³ de areia, essencialmente consumida na Região Metropolitana de São Paulo. Os estéreis, compostos por lamitos, lamitos arenosos e siltitos arenosos, representam de 30 a 50% do volume lavrado, e ocorrem como pacotes tabulares intercalados aos níveis arenosos explorados. O estéril tem impacto direto nos custos de produção, pelo volume movimentado, na vida útil da jazida, devido à ocupação de parte da área da jazida por bota-foras, e ainda sobre o meio ambiente, pela exposição desses materiais às intempéries. Os lamitos apresentaram a composição mineralógica formada por esmectita (50%), caulinita (30%), illita (15%) e outros minerais (5%). Os lamitos arenosos e siltitos arenosos mostraram variações nas proporções de quartzo, caulinita e esmectita. Amostras desses litotipos foram submetidas a ensaios de aplicação, com enfoque nos setores industriais de cerâmica estrutural e revestimento, e de cimento, visando o uso como pozolanas. A caracterização cerâmica consistiu em determinação do índice de plasticidade e ensaios físicos em corpos-de-prova prensados e queimados à 950 e à 1.100°C. Devido à composição mineralógica, as amostras apresentaram elevada plasticidade, característica que, em excesso, pode ser prejudicial ao processamento cerâmico, embora os produtos de queima em laboratório tenham mostrado resultados satisfatórios para uso em cerâmica estrutural e de revestimento. A queima na temperatura 950°C resultou em produtos porosos, de cor avermelhada, com parâmetros de absorção de água e módulo de ruptura à flexão adequados para fabricação de tijolos furados e telhas. Os lamitos queimados à 1.100°C apresentaram os melhores resultados, atingindo características dos produtos grés e semi-grés. A caracterização pozolânica foi realizada através da determinação dos índices de atividade pozolânica com cal e com cimento, utilizando lamitos e lamitos arenosos, em amostras naturais e calcinadas nas temperaturas 550, 600, 700 e 850°C. As amostras naturais não se mostraram adequadas como pozolanas, devido ao caráter expansivo das esmectitas. Por outro lado, os índices de atividade pozolânica com cal obtidos para amostras calcinadas superaram o limite mínimo especificado pela norma brasileira, sendo os melhores resultados obtidos à 700°C. Os índices de atividade pozolânica com cimento, para as amostras ativadas à 550 e 600°C, oscilaram em torno do limite mínimo especificado pela norma brasileira, sendo que temperatura ótima de ativação foi definida em 850°C, com resultados superiores. Os resultados obtidos indicaram que esses materiais apresentam grande potencialidade de aplicação nos setores industriais abordados, constituindo-se em matérias-primas estratégicas para uma demanda futura.
Título em inglês
Not available.
Palavras-chave em inglês
Not available.
Resumo em inglês
The aim of this study was research some alternative application for mining tailings from sand exploitation located at Bairro do Taboão in Mogi das Cruzes (SP). This district sand production is 170,000 m³/month that is essentially consumed in the Great São Paulo Metropolitan Area. The tailings, constituted by mudstones, Sandy mudstones and Sandy siltites, normally represent 30 to 50% of the total exploited volume. The tailings occur as tabular horizons intercaled with sandstones levels, affecting the production costs, due to its relative volume in the exploited material, the mineral reserves that are partially blocked by tailings stockpiles, and also the environment through the stockpiles powder material exposition to the weather. Some samples of these litologies were submitted to specific application tests focussing ceramic production (common bricks, tiles and floor tiles) and as pozzolanic additive in cement manufacturing. Mudstones are mineralogically composed by smectite (50%), kaolinite (30%), illite (15%) and others accessories minerals (5%). The Sandy mustones and siltites showed mineral proportions variations, mainly of quartz, kaolinite and smectite. The ceramic laboratory characterization was based on Atteberg limits (liquid and plastic limits) and physical parameters of pressed test speciments fired at 950°C and 1,000°C. As a consequence of the mineral composition, the samples showed very high plasticity that can damage the ceramic process, even if the results, obtained using fired products, were satisfactory to application in common bricks and floor tiles ceramic. The fired products obtained at 950°C were porous, redish colored, and showed water absorption and bending strenght suitable for common brick and tiles manufacturing. The best results were obtained to themudstone fiered at 1,100°C retrieving "gres" and "semi-gres" products characteristics. To evaluate the behavior of the mudstone and Sandy mudstone as pozzolan, some pozzolanic activity index were determined with lime and cement, using natural samples and calcined samples at 550, 600, 700 and 850°C. The target materials are not able to be applied as natural pozzolans due to the expansive character of the smectites. On the other hand, the lime pozzolanic index obtained with calcined samples were in conformity with Brazilian specifications, the best burning temperature was 700°C. The cement pozolanic indicates attained with the samples calcined at 550 and 600°C, reached the minimum specified in Brazilian norms, higher values were achieved for samples calcined at 850°C, defining this temperature as the optimum. The general results demonstrated that the material focused in this study have a great potentiality to be applied in the industrial segments covered, being a strategic raw material for future consumption.
 
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Saito__Mestrado.pdf (23.05 Mbytes)
Data de Publicação
2015-10-26
 
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