Resumo Sintetizaram-se pigmentos do sistema Zn2-xNixSiO4 variando a proporção molar de zinco e níquel, partindo da estrutura willemita (Zn2SiO4) à olivina (Ni2SiO4), usando areia descartada de fundição (ADF) e sílica comercial como fontes de SiO2. A ADF foi caracterizada por análise química e DRX. A síntese dos pigmentos seguiu rota cerâmica, com x = 0, 0,5, 1, 1,5 e 2,0 mol e calcinação a 1200 °C. Os pigmentos foram caracterizados mediante DRX e medidas colorimétricas. Os resultados mostraram que, apesar da presença de alumina e ferro na ADF, as fases cristalinas e cor dos pigmentos foram similares para ambas as fontes de sílica. Teores menores de níquel favoreceram a formação de willemita e maiores a de olivina. Todos os pigmentos (com e sem ADF) dispersos em dois esmaltes e queimados em forno semi-industrial desenvolveram coloração marrom, indicando instabilidade destes nas matrizes usadas, mas confirmando a viabilidade de substituição da sílica comercial por ADF.

Abstract Pigments of Zn2-xNixSiO4 system were synthesized varying molar ratio of zinc and nickel, starting from willemite (Zn2SiO4) to olivine (Ni2SiO4) structure, using waste foundry sand (WFS) and commercial silica as sources of SiO2. WFS was characterized by chemical analysis and XRD. The synthesis of pigments was performed by ceramic route with x = 0, 0.5, 1, 1.5 and 2.0 mol and calcination at 1200 ºC. They were characterized by XRD and colorimetric measurements. Results showed that, despite the presence of alumina and iron traces in the WFS composition, the crystalline phases of pigments and their colors were similar for both silica sources. Also, lower additions of nickel favored the willemite formation, while higher ones favored the olivine formation. The brown color was noticed when the pigments were dispersed in two types of ceramic glazes and fired in a semi-industrial oven; as a result, instability was identified. However, the feasibility of obtaining pigments by replacing commercial silica with WFS was confirmed.

Resumo As indústrias de fundição de ferro fundido usam em seu processo grande quantidade de sucata zincada, o que tem contribuído para a redução da campanha do revestimento refratário de fornos de indução a cadinho já que o vapor de zinco formado no aquecimento migra para o centro do refratário, condensando em regiões externas do forno, próximo à bobina refrigerada, gerando curto circuito entre as espiras. O revestimento refratário usado é uma massa seca à base de sílica conformada por vibração. Foram comparadas quatro massas de sílica, com base na morfologia e distribuição granulométrica, para explicar o comportamento de adensamento. Foram avaliadas também a porosidade aberta, absorção de água e retração linear das massas sinterizadas. A massa que apresentou maior densidade vibrada e sinterizada foi indicada para minimizar penetração de vapores e escórias. A única restrição seria a maior influência do processo de compactação sobre o adensamento deste material.

Abstract The cast iron foundry industries use a large amount of scrap zinc in their process which has contributed to the reduction of the refractory campaign on induction furnaces by the generation of zinc vapor that migrates to the center of the refractory lining, condensing in outer regions of the furnace which generates a short circuit between the turns. The refractory lining used in the furnaces is a dry mass based on silica conformed by vibration. Four silica refractories were compared, based on the morphology and particle size distribution to explain the densification behavior. Open porosity, water absorption and linear retraction of the sintered mass were also evaluated. The mass that presented a higher vibrated and sintered density would be indicated to minimize the penetration of vapors and slags. The only restriction would be the greater influence of the compaction process of this material.

Resumo A fim de contribuir para a sustentabilidade de indústrias de fundição e de construção, este artigo estudou a possibilidade de areia descartada de fundição (ADF) ser incorporada em tijolos de solo-cimento. Tijolos modulares foram preparados com 10% de cimento, 0 a 25% de areia comercial, 0 a 65% de areia de fundição usada, 25 a 65% de argila e 15 a 30% de pó de cascalho. Foi adoptado um teor de 10% de cimento Portland para assegurar a viabilidade econômica e cascalho foi usado para melhorar a resistência mecânica. Os tijolos modulares foram testados para determinar as suas propriedades tecnológicas. A interface entre os materiais constituintes foi observada por microscopia eletrônica de varredura. Nos testes de durabilidade, os tijolos apresentaram absorção de água e perda de massa de acordo com as normas técnicas existentes. A adição de areia descartada de fundição combinada com pó de brita reduziu absorção de água e manteve estável a resistência mecânica a níveis aceitáveis de padrões de solo-cimento.

Abstract In order to contribute to the sustainability of the foundry and construction industrial sectors, this work investigated the possibility of employing used foundry sand (UFS) in soil-cement bricks. Modular bricks were prepared with percentages of 10 wt% cement, 0-25 wt% commercial sand, 0-65 wt% used foundry sand, 25-65 wt% clay, and 15-30 wt% gravel dust. A content of 10 wt% Portland cement was adopted to ensure economic feasibility, and gravel was used to improve mechanical strength. The modular bricks were tested to determine their technical properties. The interfaces between the constituent materials were observed by scanning electron microscopy. In durability tests, the bricks showed water absorption and weight loss in accordance with current technical standards. The addition of UFS together with gravel dust reduced water absorption and provided an acceptable level of mechanical resistance, in accordance with established soil-cement standards.

Resumo Descartadas pela indústria de mineração durante as paradas de manutenção dos fornos de pelotização, a lã de rocha apresenta em sua composição teores de SiO2 (56%), Na2O (12%) e CaO (7%) propícios para obtenção de vidros do tipo sodo-cálcicos. Sob este foco, este trabalho desenvolveu formulações de vidros sodo-cálcicos, empregando como matéria-prima principal o resíduo de lã de rocha nas proporções de 50 a 100%, ajustando a composição química das formulações com areia, carbonatos de sódio e cálcio, como fontes de sílica, soda e cálcia, respectivamente. Em algumas formulações o carbonato de sódio foi substituído por sulfato de sódio, o qual atua como afinante, melhorando a homogeneização e diminuindo a formação de bolhas durante a fusão. Inicialmente as matérias-primas foram avaliadas pelas técnicas de fluorescência de raios X, difração de raios X, análise térmica diferencial e análise termogravimétrica. Os ensaios realizados mostraram que o resíduo de lã de rocha tem potencialidade para ser utilizado na produção de vidros sodo-cálcicos, no entanto, a composição química deve ser corrigida. Após conhecer o potencial do resíduo, foram elaboradas sete misturas, que foram fundidas a 1550 °C, por 1 e 2 h. Verificou-se que o percentual máximo de resíduo de lã de rocha possível de utilização se encontra entre 60 e 80% e que o tempo de permanência de 2 h resultou na obtenção de vidros mais homogêneos e com menor quantidade de bolhas em função da adição do sulfato de sódio, que se mostrou eficiente na remoção das bolhas.

Abstract Discarded by the mining industry during the maintenance stoppages of pelletizing furnaces, rock wool has in its composition SiO2 (56%), Na2O (12%) and CaO (7%) propitious for obtaining soda-lime glasses. Under this focus, this work developed soda-lime glasses formulations, using as main raw-material rock wool waste in proportions from 50 to 100% by adjusting the chemical composition of the formulations with sand, sodium and calcium carbonates, as silica, soda and lime sources, respectively. In some formulations the sodium carbonate was replaced by sodium sulfate, which acts as a refining agent, improving homogenization and reducing the bubble formation during the melting. Initially, the raw-materials were evaluated by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, differential thermal analysis, and thermogravimetric analysis. The tests showed that the rock wool waste has potential to be used in soda-lime glasses production, however, the chemical composition must be corrected. After knowing the waste potential, seven mixtures were prepared and molten at 1550 °C for 1 to 2 h. It has been found that the maximum rock wool waste percentage that can be used is between 60 and 80%, and that the 2 h melting time resulted in more homogeneous glasses and fewer bubbles according to the addition of sodium sulfate which is efficient for bubbles removal.

O objetivo desse trabalho foi estudar as propriedades de argamassas alternativas usadas para reforço de chapas metálicas de pias de cozinha. O desempenho dessas argamassas foi comparado com aquele de uma argamassa básica feita de cimento, areia e água, denominada argamassa padrão (SM). Uma dessas argamassas, denominada argamassa alternativa 2 (AM2), composta de cimento, resíduo, poliuretano, fibras de polipropileno e água, foi desenvolvida recentemente para substituir a atual, chamada argamassa alternativa 1 (AM1), composta de cimento, areia, poliestireno, fibras de polipropileno e água. Essas argamassas foram produzidas e envelhecidas em um quarto à temperatura atmosférica por 7, 14, 28, 60 e 90 dias com ou sem secagem inicial em estufa. Após 90 dias de cura a tensão de resistência à flexão das argamassas SM, AM1 e AM2 foi, respectivamente, de 5,21, 3,84 e 1,42 MPa. Nas argamassas SM e AM1 foram encontradas as fases C-S-H, Ca(OH)2, SiO2, AFm e AFt (monossulfato/etringita). A argamassa AM2 apresentou, além das fases mencionadas acima, CaCO3. Este composto é proveniente do resíduo têxtil que é composto essencialmente de CaCO3 e Ca(OH)2. A diminuição da resistência à flexão da argamassa AM1, comparada com a argamassa SM, é provocada pela presença de poliestireno enquanto que a diminuição da resistência mecânica da argamassa AM2 é devido à presença de poliuretano e resíduo têxtil. Contudo, a resistência mecânica à flexão da argamassa A2 se mantém acima do mínimo exigido pela aplicação industrial (1 MPa).

This work deals with the properties of alternative mortars destined to strengthen metal sheets of sinks. The performance of these mortars was compared to that of a basic mortar made of cement, sand, and water, named standard mortar (SM). One of these mortars, named alternative mortar 2 (AM2), and composed of cement, textile residue, polyurethane, polypropylene fibers and water, was developed recently to replace the current one, named alternative mortar 1 (AM1), composed of cement, sand, polystyrene, polypropylene fibers and water. These mortars were manufactured and aged in a room in atmospheric environment for 7, 14, 28, 60 and 90 days, either with or without initial drying in a furnace. After cure of 90 days the flexion strength stress of the SM, AM1 and AM2 mortars was 5.21, 3.84, and 1.42 MPa, respectively. The SM and AM1 mortars were constituted of C-S-H phases, Ca(OH)2, SiO2, AFm and AFt (monossulphate/ettringite) phases. The AM2 mortar presented, apart from the compounds mentioned above, CaCO3. This compound is from the textile residue that is composed essentially of CaCO3 and Ca(OH)2. The reduction in flexion strength of AM1 mortar, compared to SM mortar, is caused by the polystyrene whereas the lowering mechanical strength of the AM2 is due to both polyurethane and textile residue. Even so, its mechanical strength is acceptable because the flexion strength stress required for the industrial application is 1.0 MPa.