O aproveitamento de diferentes resíduos da indústria cerâmica é uma prática amplamente utilizada. Sendo os resíduos de origem mineral utilizados principalmente como fontes alternativas de SiO2; Al2O3, e/ou Fe2O3. Os processos de tratamento de água geram um lodo que é disposto em aterros e que podem gerar um impacto ambiental á longo prazo. O presente projeto tem por objetivo avaliar e viabilizar o reaproveitamento destes resíduos industriais dentro da produção de materiais cerâmicos tradicionais. Será estudado como os resíduos podem afetar o desempenho dos elementos cerâmicos desde um ponto de vista técnico (resistências mecânicas, homogeneidade dimensional, estética e durabilidade em espécimes a escala laboratorial), assim como parâmetros de produção (extrudabilidade e eficiência do processo). Por tanto a integração entre efeitos do produto final com o impacto em processos produtivos potencializa a real inclusão e aproveitamento destes resíduos numa indústria cerâmica.

Existe uma ampla variedade de resíduos que podem ser reaproveitados pela indústria cerâmica, porém a aplicação de tratamentos de beneficiamento (além de custos relacionados a transporte) podem inviabilizar economicamente sua inclusão real em processos produtivos. Considerando a alta heterogeneidade nos tipos de resíduos, composição e características físicas, sua proporção como matéria prima varia significativamente e vai depender do impacto em aspectos técnicos (desempenho na produção e efeito nas propriedades do produto final), assim como aspectos ambientais (emissão de gases durante a queima e lixiviação de metais pesados na matriz cerâmica). É de ressaltar, que o avanço no aproveitamento destes resíduos na produção de tijolos/telhas desde um ponto de vista comercial e técnico está limitado a como a presença das matérias primas alternativas (ou substituição parcial de argilas/combustíveis) afeta as propriedades finais do produto obtido. Porém, seu efeito nos parâmetros de produção, como por exemplo, as mudanças na plasticidade e consistência da massa argilosa durante a moldagem ainda não tem sido estudada com muito detalhe. Mesmo que os tijolos e telhas de diferentes tamanhos e geometrias disponíveis no mercado são moldados principalmente a partir de processo de extrusão, existe poucos estudos que avaliam o efeito dos resíduos nos produtos cerâmicos obtidos através deste processo. O desempenho e eficácia do processo de extrusão depende das propriedades reológicas da massa plástica argilosa, assim como a configuração da maromba (ou extrusora). Distribuição de tamanho de partícula, teor de umidade, tipo/mineralogia e propriedades da mistura argilosa são os parâmetros de maior importância.

Desta forma, este projeto integrará uma avaliação completa de aspectos técnicos, ambientais e econômicos com objetivo de potencializar a real aplicação e aproveitamento de resíduos em cerâmica vermelha. A nível técnico será considerado a disponibilidade local de resíduos (pelo menos dois), o efeito nas propriedades reológicas da massa plástica argilosa durante a moldagem, retrações durante a secagem e calcinação, assim como as propriedades finais do produto (resistências mecânicas, porosidade, absorção, densidade, uniformidade dimensional, aspecto estético, entre outros).

Este projeto integrará a participação de diferentes alunos de pós-graduação (mestrado) e graduação (bolsistas de iniciação científica e tecnológica), assim como o fortalecimento das parcerias estratégicas do proponente com outros institutos de pesquisa nacionais e internacionais.

O desenvolvimento de materiais sustentáveis é uma área de pesquisa de significativa importância considerando os impactos positivos desde um ponto de vista econômico, social e ambiental. Neste sentido, a indústria da construção tem uma elevada contribuição na demanda de materiais derivados de processos altamente contaminantes e consumo energético. Entres estes materiais, é de ressaltar os cerâmicos e o cimento, como consequência dos tratamentos térmicos envolvidos durante a sua produção com temperaturas superiores aos 1000 ºC.

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Igualmente, estes setores industriais são também reconhecidos pela capacidade de valorizar e reaproveitar diversos tipos de resíduos dentro dos processos produtivos e por tanto existe uma continua avaliação de novas fontes alternativas. O presente projeto tem por objetivo de avaliar e viabilizar o reaproveitamento de resíduos industriais dentro da produção de materiais cerâmicos tradicionais. Será estudado como os resíduos podem afetar o desempenho dos elementos cerâmicos desde um ponto de vista técnico (resistências mecânicas, homogeneidade dimensional, estética e durabilidade em espécimenes a escala laboratorial), assim como parâmetros de produção (extrudabilidade e eficiência do processo). Por tanto a integração entre efeitos do produto final com o impacto em processos produtivos potencializa a real inclusão e aproveitamento destes resíduos numa indústria cerâmica.

É importante ressaltar que análises de ciclo de vida dentro da indústria cerâmica mostram que os tratamentos térmicos a elevadas temperaturas são responsáveis numa porcentagem alta do impacto negativo em todas a categorias de estudo. Desse modo, por que não desenvolver materiais cerâmicos livres de processo de calcinação? Assim, a presente proposta também tem por objetivo desenvolver e avaliar cerâmicos quimicamente ligados (ou mais conhecidos como geopolímeros) produzidos em condições próximas as ambientais (temperatura máxima de 80 ºC) para a obtenção de um material que pode ser utilizado como matriz cerâmica em um produto aplicado na construção civil.

O cimento Portland é o principal material usado na indústria da construção, cuja produção esta associada a uma elevada emissão de gases efeito estufa. Isso tem incentivado o desenvolvimento de cimentos alternativos baseados em resíduos e subprodutos industriais conhecidos como cimento álcali ativados (geopolímeros), que se tornam uma alternativa interessante, uma vez que sua produção estimula a reciclagem e valorização de resíduo/subprodutos como escórias e cinzas da combustão de carvão e fornecem uma solução viável para produzir materiais que atingem as demandas e especificações técnicas (desempenho mecânico e durabilidade) com um custo reduzido.

Objetivo: Avaliar os parâmetros de síntese de sistemas geopoliméricos derivados da ativação alcalina de um resíduo/sub-produto industrial da queima do carvão e seu efeito nas principais propriedades em estado fresco e endurecido de concretos convencionais.