Share |
|
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://tede.unioeste.br/handle/tede/5082
Tipo do documento: | Dissertação |
Title: | Estabilização do chumbo por solidificação em cinzas de bagaço de cana incorporada em concreto |
Other Titles: | Lead stabilization by solidification in sugarcane bagasse ash incorporated in concrete |
Autor: | Mancini, Paula Simoni |
Primeiro orientador: | Dragunski, Douglas Cardoso |
Primeiro coorientador: | Balestra, Carlos Eduardo Tino |
Primeiro membro da banca: | Dragunski, Douglas Cardoso |
Segundo membro da banca: | Gonçalves Junior, Affonso Celso |
Terceiro membro da banca: | Bressiani, Lucia |
Resumo: | O chumbo (Pb2+) apesar de ser considerado um elemento tóxico e provocar sérios danos à saúde, tem um vasto uso industrial. O descarte dos efluentes industriais contaminados tem contribuído para um aumento significativo nas concentrações deste íon metálico em águas, representando uma grande fonte de contaminação dos corpos aquáticos. Para minimizar o efeito dessas substâncias, muitas pesquisas têm sido desenvolvidas em busca de novas tecnologias para remover o chumbo dos efluentes industriais. Considerando o custo elevado da remoção de íons metálicos tóxicos presentes nos efluentes, surge a necessidade de desenvolver soluções consideradas eficazes e com maior viabilidade econômica como por exemplo por meio da adsorção de efluentes utilizando a cinza do bagaço da cana de açúcar (CBC) como biossorvente. Apesar dos resultados encontrados na bibliografia terem se mostrado satisfatórios até então, ainda não há um descarte correto para este biossorvente contaminado com o chumbo. Sabendo que a CBC possui propriedades pozolânicas semelhantes às do cimento (aglomerante utilizado na fabricação do concreto) e, baseando-se em estudos dispostos na bibliografia, pode-se substituir parte do cimento por CBC. Desta forma, surge o pressuposto de incorporar a cinza do bagaço da cana de açúcar utilizada como adsorvente de chumbo na fabricação de concreto. A porcentagem de CBC foi utilizada como adição mineral no concreto em porcentagens de 5%, 10%, 15% e 20% em relação a massa de cimento de acordo com o traço utilizado. Foram realizados ensaios de adsorção da CBC para concentrações de 100 mg.L-1, 200 mg.L-1 e 500 mg.L-1. Por meio das análises foi possível determinar a solução de 200 mg.L-1 como a de maior eficiência adsortiva para a CBC. Portanto, foi realizado um processo de adsorção de chumbo em maior escala na CBC. Para garantir o processo adsortivo foram realizados ensaios de determinação dos teores de chumbo na cinza in natura e posteriormente na cinza adsorvida. Os resultados comprovaram que a cinza não continha chumbo preexistente em sua composição e que após o processo de adsorção a mesmo foi capaz de adsorver 99,94% de chumbo. Após a caracterização dos materiais foi definido um traço de 1:1,49:4,00:0,42 (cimento, areia, brita e água) com adição de 0,3% em relação a massa do cimento de aditivo superplastificante. Antes de ser incorporada ao concreto a CBC foi seca em estufa posteriormente foram feitos corpos de provas cilíndricos para a realização de ensaios de massa específica, absorção de água, índice de vazios do concreto, de resistência mecânica a compressão e a tração por compressão diametral. Posteriormente foram produzidas placas de concreto para a permeabilidade de água destilada conforme a NBR 16416, a água permeada foi analisada para detectar a existência de chumbo sendo que nada foi detectado pelo aparelho com um limite de detecção de 0,01 mg.L-1. |
Abstract: | The lead (Pb2+), despite being considered a toxic element causing health impairment, has a vast industrial usage. The disposal of industrially contaminated effluents has been contributing to a significant raise in the concentration of these metal ions in water, thus being a great source of waterbody contamination. In order to minimize the effects of these substances, a number of researches have been elaborated with the aim of developing new technologies to remove lead from industrial effluents. Considering the high cost when removing toxic metal ions from effluents, there is a current need of developing effective solutions with better economic viability, as an example, the adsorption of effluents using sugar cane bagasse ashes (CBA) as a biosorbent. While the results found in literature are considered satisfactory, a way to correctly dispose the lead contaminated biosorbent is yet to be found. Knowing that the CBA has pozzolanic properties, similar to the cement (binder portion of concrete) and, based on studies shown in the bibliography, it is possible to replace part of the cement for CBA. Thus, the assumption of incorporating the CBA, used as lead adsorbent, in the confection of concrete has been made. The CBA was used as a mineral addition to the concrete in percentages of 5%, 10%, 15% and 20% in relation to the cement mass according to the mix used. CBA adsorption tests were performed at concentrations of 100 mg.L-1, 200 mg.L-1 and 500 mg.L-1. Through thorough analysis, it was possible to place the 200 mg.L-1 solution as the solution with better adsorption efficiency for the CBA. Therefore, a lead adsorption process performed on a larger scale was carried out using CBA. To ensure the adsorption process, tests to detect the presence of lead in in natura ashes and in adsorbed ashes were performed. The results prove that the in natura ashes did not contain any amount of pré-existing lead in their compositions and after the adsorption process, the ashes were able to adsorb 99.94% of the lead. After the characterization of the materials, a mix proportion of 1:1.49:4.00:0.42 (cement:sand:coarse gravel:water) was defined, adding superplasticizer at a 0.3% ratio, compared to the cement mass. Before being incorporated into the concrete, the CBA was kiln dried. Later, cylindrical specimens were made to perform density, water absorption, voids content, compressive and tensile strength tests. After, concrete plates were produced to test the permeability of distilled water following the procedures of the NBR 16416, the permeated water was analyzed to detect the existence of lead in it, as a result, no amount of lead was detected by the device with a detection limit of 0.01 mg.L-1. |
Keywords: | Cinza Cana de açúcar Concreto Chumbo Adsorção Ash Sugar cane Concrete Lead Adsorption |
CNPq areas: | OUTROS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais |
Campun: | Toledo |
Citation: | MANCINI, Paula Simoni. Estabilização do chumbo por solidificação em cinzas de bagaço de cana incorporada em concreto. 2020. 77 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | http://tede.unioeste.br/handle/tede/5082 |
Issue Date: | 13-Mar-2020 |
Appears in Collections: | Mestrado em Ciências Ambientais (TOL) |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Paula_Mancini_2020.pdf | 3.25 MB | Adobe PDF | View/Open Preview |
Items in TEDE are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.