ABSTRACT The most common feature of geopolymer cements is that they contain a relatively small amount of iron oxides. This is due to the fact that several scientists suspect the harmful action of some Fe++ ferrous compounds in the development of the geopolymeric reaction. For some researchers, Fe can interfere negatively in the geopolymerization process of the material, while, in some new studies, the role of Fe has revealed interesting results for geopolymers. In order to verify the mechanical resistance achieved by the geopolymer obtained from the bauxite washing waste, which has a high iron content in its composition, the present research intends to use 100% of this calcined raw material as a precursor, and reagents such as NaOH and Na2SiO3 as activators in the process. All materials were characterized in terms of their physical and mineralogical properties, in order to enable the correct dosage of materials. With the geopolymers obtained, the compressive strength was evaluated, varying the concentration of NaOH in 8 M and 10 M for different curing times (7 and 28 days). X-ray diffraction analysis (DRX), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), granulometric analysis and mechanical resistance tests. Even with approximately 25% of iron, the geopolymers presented a mechanical behavior compatible with assigned functions and similar to the norms established for Portland cement, with a maximum resistance of 25.85 MPa.

RESUMO A característica mais comum dos cimentos geopoliméricos é que eles contêm uma quantidade relativamente pequena de óxidos de ferro. Isso se deve ao fato de que vários cientistas desconfiam da ação nociva de alguns compostos ferrosos no desenvolvimento da reação geopolimérica. Para alguns pesquisadores o Fe pode interferir negativamente no processo de geopolimerização do material, enquanto que, em alguns novos estudos o papel do Fe tem revelado resultados interessantes. No intuito de verificar a resistência mecânica alcançada pelo geopolímero obtido a partir do rejeito da lavagem da bauxita, que possui em sua composição alto teor de ferro, a presente pesquisa pretende utilizar 100% dessa matéria-prima calcinada como precursor, e reagentes como o NaOH e Na2SiO3 como ativadores no processo. Todos os materiais foram caracterizados perante suas propriedades físicas e mineralógicas, a fim de possibilitar a correta dosagem dos materiais. Com os geopolímeros obtidos, avaliou-se a resistência a compressão, variando a concentração de NaOH em 8 M e 10 M para diferentes tempos de cura (7 e 28 dias). Análise de difração de raios X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), análise granulométrica e testes de resistência mecânica. Mesmo com aproximadamente 25% de ferro, os geopolímeros apresentaram comportamento mecânico compatível com funções atribuídas e similares a normativa estabelecida para o cimento Portland, com resistência máxima de 25,85 MPa.

RESUMO A grande quantidade de resíduos sólidos, oriundos da indústria de mineração e metalurgia, constitui um sério problema sócio-ambiental, devido a grande quantidade de volume que é gerado. Estes resíduos despertam grande interesse para outras indústrias, como a de cerâmica, por exemplo, e este trabalho apresenta estudos realizados para a reciclagem da lama vermelha (red mud), como matéria prima na produção de agregado sintético, visando à construção civil. A lama vermelha, principal rejeito industrial da fabricação de alumina, mostrou-se um insumo de extrema importância na fabricação de diferentes tipos de agregado para ser utilizado em concreto devido as suas características físico-químicas. Obteve-se como resultado a possibilidade de fabricação de agregados com diferentes características físico-químicas, que dependem unicamente da composição das misturas entre sílica, argila e lama vermelha. Para primeira fase deste trabalho (parte I) a caracterização física do agregado produzido foi avaliado pela massa especifica aparente (MEA) e porosidade aparente (PA) variando em temperatura de 1200°C, 1250°C e 1300°C. Por fim, a uma análise de difração de raios X (DRX).

ABSTRACT The large amount of solid waste, coming from the mining and metallurgy industry, constitutes a serious socio-environmental problem, due to the large amount of volume that is generated. These residues are of great interest to other industries, such as ceramics, for example, and this work presents studies carried out for the recycling of red mud (red mud), as a raw material in the production of synthetic aggregate, aimed at civil construction. Red mud, the main industrial waste in the manufacture of alumina, proved to be an extremely important input in the manufacture of different types of aggregate to be used in concrete due to its physical and chemical characteristics. The result was the possibility of manufacturing aggregates with different physicochemical characteristics, which depend solely on the composition of the mixtures between silica, clay and red mud. For the first phase of this work (part I) the physical characterization of the produced aggregate was evaluated by the apparent specific gravity (MEA) and apparent porosity (PA) varying at temperatures of 1200°C, 1250°C and 1300°C. Finally, to an X-ray diffraction (XRD) analysis.

RESUMO Os compósitos são versáteis e podem ser aplicados em diversos setores dependendo das necessidades exigidas e de suas características, de modo a conciliar fatores como segurança, meio ambiente e economia. Os materiais lateríticos estão presentes em grande parte do território nacional e podem apresentar teores elevados de óxi-hidróxidos de ferro e alumínio, podendo influenciar significativamente nas propriedades térmicas de compósitos poliméricos. O material utilizado no trabalho é originário da Serra do Piriá, localizada no município de Vizeu, Estado do Pará. O trabalho consistiu na caracterização deste material e produção de compósitos utilizando o mesmo como carga, em uma matriz de poliéster isoftálico, os quais foram testados através de ensaios de flamabilidade. Foram realizadas análises de granulometria a laser, espectroscopia de fluorescência de raios-X (FRX), infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os compósitos foram fabricados segundo processo hand lay-up em molde fechado, com compressão de 2,7 toneladas por 20 minutos. As frações volumétricas utilizadas para a fabricação dos compósitos foram de 10, 20 e 30 % e os ensaios de flamabilidade foram conduzidos segundo a norma ASTM D 635-03. Como resultados, o material apresentou diâmetro médio igual a 23,5 μm, constituído por 61,13 % de Fe2O3 e 18,63 % de Al2O3, ratificando a presença destes óxidos, bandas características a 3448 cm-1 indicam a presença de cátions trivalentes de Al3+ ou Fe3+. Quanto ao comportamento calorimétrico, o mesmo apresentou transformações de fases em uma faixa de temperatura adequada ao retardo de chamas, com perda de massa significativa a partir de aproximadamente 270 ºC. Nos compósitos com 30 % de material laterítico a propagação de chamas reduziu-se em 69,86 % com relação a matriz de poliéster, o que viabiliza o estudo de sua aplicação em compósitos.

ABSTRACT The composite materials are versatile and can be applied in different sectors depending on the required needs and their characteristics, in order to reconcile factors such as safety, environment, economy. Lateritic materials are present in a large part of the national territory and may exhibit high levels of iron and aluminum oxide and hydroxides, and may have a significant influence on the thermal properties of polymer composites. The material used in the work originated in Piriá ridge, located in the municipality of Vizeu, in the State of Pará. The work consisted of the characterization of this material and the preparation of composites using it as a filler in an isophthalic polyester matrix, which were tested through flammability tests. Analyses of laser granulometry, X-Ray fluorescence spectroscopy (XRF) and Fourier Transform Infrared (FTIR), Thermogravimetry (TG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) were performed. The composites were made by hand lay-up process in a closed mold, with compression of 2.7 tons for 20 minutes. The volumetric fractions used to manufacture the composites were 10, 20 and 30 % and the flammability tests were conducted according to ASTM D 635-03. As results, the material was composed of fine particles with a mean diameter of 23.5 μm, consisting of 61.13 % Fe2O3 and 18.63 % Al2O3, confirming the presence of these oxides characteristic bands at 3448 cm-1 indicate the presence of trivalent cations of Al3+ or Fe3+. The calorimetric behavior of this material presented phase transformations in a temperature range suitable for flame retardance, with significant loss of mass from approximately 270 ºC. In the composites with 30 % of lateritic material, the flame propagation was reduced by 69.86 % in relation to the polyester matrix, which makes it possible to study its application in composites.