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Aspectos técnicos e ambientais do uso de escória de aciaria

Aspectos técnicos e ambientais do uso de escória de aciaria. Prof a Dr a Maristela Gomes da Silva. Diretora do Centro Tecnológico/UFES Coordenadora do NEXES. Escória de aciaria: informações. 100 – 150kg /ton de aço; geração anual: 3, 7 milhões ton/ano;

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Aspectos técnicos e ambientais do uso de escória de aciaria

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Presentation Transcript

  1. Aspectos técnicos e ambientais do uso de escória de aciaria Profa Dra Maristela Gomes da Silva Diretora do Centro Tecnológico/UFES Coordenadora do NEXES

  2. Escória de aciaria: informações • 100 – 150kg /ton de aço; • geração anual: 3, 7 milhões ton/ano; • no Brasil: 80% escória de aciaria LD; • 44% utilizada em base e sub-base; • 56% é estocada (passivo): 2 milhões ton/ano.

  3. ! Pesquisa, normalização, transferência Transformação de resíduos em produtos ?

  4. ! 80% das escórias recicladas na CC Aplicações da escória de aciaria na Europa

  5. Brasil 35-47 11-18 1-2,5 5-13 3-7 1-3 0,0714-28 Composição química da escória de aciaria

  6. Impactos ambientais associados ao uso da escória de aciaria • Utilização e/ou disposição incorreta; • Características químicas; • pH alcalino (11-12; lixiviado natural é 11); • presença de óxidos básicos e metais pesados (alumínio, dureza, fenol e fluoretos, Classe II); • características físicas e granulometria (não há risco de silicose, não há problema com o manganês).

  7. Algumas especificações para uso da escória de aciaria

  8. A expansão deve ser < 3% (DNER-PRO 263/94 e EM 262/94 ) !

  9. Expansibilidade • CaO e o MgO (livres) - compostos volumetricamente instáveis mais importantes • FeO • C2S

  10. CaO • Ca(OH)2: aumento de volume da ordem de 99%; • CaO não-combinado oulivre ou reativo: maior problema;

  11. MgO • Origem na adição de dolomita para a proteção do revestimento refratário do convertedor • 3 fases diferentes: • problema: não-combinado ou livre ou reativo (periclásio); • MgO + H2O  Mg(OH)2 (Brucita) - reação em idades maiores que o CaO; aumento de volume>119%.

  12. Ferro metálico • Ferro total – 15% a 20% da comp. Química. • Expansão com efeito global menor que o MgO e CaO

  13. C2S • Expansão por transformação alotrópica entre as fases , ’,  e , sem grandes alterações de volume

  14. Avaliação da expansibilidade ao longo do tempo

  15. Avaliação da expansibilidade ao longo do tempo • Equipamento dos ensaios JIS A 5015/92 e PTM 130

  16. Ensaios de expansibilidade • CRÍTICAS A ESTES ENSAIOS: • Lento • Difícil execução • Grande dispersão de resultados • A compactação ocorre na umidade ótima: não tem efeito significativo sobre os resultados • Efeitos da sobrecarga, do confinamento do material e do tamanho dos corpos-de-prova podem também levar a diferentes resultados • não controle de: coeficiente de Poisson, o módulo de deformação, o estado inicial de tensões, a rigidez inicial, a estrutura e as condições de drenagem do solo. • Ensaios adaptados do ASTM D 698 (CBR) • ASTM D 4792/95 (Potential Expansion of Aggregates from Hydration Reactions ) • JIS A 5015 • PTM 130/78 e pelo DMA-1/DER-MG/92

  17. Ensaios de expansibilidade • Ensaio de Autoclave • Condições irreais? • Muito agressivo? • O Steam test

  18. Avaliação da expansibilidade • Equipamento do Steam Test

  19. Ensaios de expansibilidade • Outros ensaios • Le Chatelier • Inconclusivo? • Autoclave • Resultados exagerados • Etileno Glicol • Ineficaz • ASTM 1260 C/01 / ASTM 1293/2001

  20. Tratamentos para redução de expansibilidade • Alterações no processo de escorificação • Redução da granulometria da Cal – maior dissolução e completa reação do CaO • CAMFlux – alteração no teor de CaO final

  21. Tratamentos para redução de expansibilidade • Tratamentos no estado líquido • Adição de sílica e oxigênio • 2CaO(LIVRE) + SiO2 Ca2SiO4 • 2FeO+ ½ O2 2 Fe2O3 + energia • 2CaO(LIVRE) + Fe2O3 2CaO x Fe2O3 • Granulação a seco ou a úmido • Atividade hidráulica por resfriamento rápido • Expansão muito pequena

  22. Tratamentos para redução de expansibilidade • Tratamentos no estado sólido • Wheathering – “cura” ao tempo (???) • Cura a vapor • Open yard • Processo SKAP

  23. Tratamentos da escória de aciaria

  24. Tratamentos da escória de aciaria

  25. Avaliação da expansibilidade ao longo do tempo • Equipamento dos ensaios JIS A 5015/92 e PTM 130

  26. ?

  27. Missão Estimular a reciclagem de escórias e outros co-produtos siderúrgicos na construção civil.

  28. ! Universidade-siderurgia-construção civil Proposta do NEXES CERF

  29. Principais ações • pesquisa e transferência de tecnologia; • capacitação tecnológica; • serviços tecnológicos; • proposição de textos de normas; • preparação de manuais e livros; • construção de bases de dados, • ….

  30. Principais linhas de pesquisa • normalização; • expansibilidade da escória de aciaria; • métodos e técnicas de estabilização da • escória de aciaria;

  31. Principais linhas de pesquisa • desempenho de pavimentos com escória • de aciaria; • impacto no meio ambiente e na saúde • em face ao uso da escória de aciaria e • outros co-produtos;

  32. Equipe • 50 pesquisadores • 10 PhD • 7 MSc • 11 eng., químicos, arquitetos …. • 15 estudantes • 7 técnicos • 1 secretária

  33. Projetos em andamento • Avaliação da expansibilidade e das tecnologias de tratamento visando o desenvolvimento de mercado das escórias de aciaria para fins de pavimentação (AGSPAVI; UFES-FEST-IBS) • Avaliação do custo, avaliação ambiental e avaliação da resistência e durabilidade do pavimento construído com escória de aciaria envelhecida (PAVIAMB; UFES-FEST-CST)

  34. FINEP

  35. FINEP

  36. Caracterização da escória de aciaria Materiais - microestrutura MEV • Microfractografia • (Amostra virgem) • Análise: • Ca, O e C • Mg, Fe, O, Ca, C, Mn, Si, Al • Mg, Fe, O, C, Ca, Mn, Si, Al • 4. Ca, O, C 1 3 2 4

  37. consolidado semi-consolidado sem pesquisa Situação em 2003 nível de desenvolvimento da pesquisa no Brasil

  38. consolidado Pesquisas do NEXES nível de desenvolvimento da pesquisa no Brasil

  39. risco ambiental durabilidade controle tratamento expansibilidade Reciclagem da escória de aciaria Base e sub-base de estrada

  40. Escória de aciaria x cimento

  41. transferência características processo tratamento Reciclagem da escória de aciaria Cimento

  42. Reciclagem da escória de aciaria • Fertilizantes (necessidade de correção da composição química) • Elementos de contenção; • Lastro ferroviário (impacto no meio ambiente?); • ...

  43. Reciclagem de escórias < matérias primas < energia < aterros < custos? > qualidade Consumo convencimento certificação Mercado competitividade avanço tecnológico Pesquisa metodologia transferência Avaliação impacto no meio ambiente Comentários finais

  44. Obrigada pela atenção ! Tel.: (27) 33352640, 33352058, 33352146 Fax.: (27) 33352058 E-mail:margomes@npd.ufes.br nexes@ct.ufes.br

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