dissertação
Caracterização da casca de café e suas cinzas na compatibilidade em matrizes cimentícias
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciências Florestais
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira
Agência de fomento
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A presente pesquisa visa a investigação do potencial de aplicação das cinzas da casca do café como aditivo em matrizes à base de cimento, devido a abundância de resíduos da produção cafeeira no Brasil. Sua composição físico-química e morfológica presente desperta o interesse em investigação, já que pesquisas na Indústria do Cimento com a possibilidade de incorporação deste material como aditivos são restritas. Para tanto, combinações de cascas de café “in natura”, denominadas Endocarpo ou Pergaminho, Mesocarpo, Exocarpo foram caracterizadas, a fim de investigar características químicas, morfológicas e térmicas, por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia de Energia Dispersiva, Análise Termogravimétrica e Difração de Raios-X. Após a caracterização das cascas, foi selecionada a combinação em potencial para a produção das cinzas, estes componentes da casca do café passaram por tratamento térmico com temperatura de 500°C, 600°C, e 800°C, com intuito de garantir a redução de picos dos elementos cristalinos e uma consequente amorfização destes produtos. Os Ensaios de Difração de Raio-X e Fluorescência de Raio-X, foram aplicados para avaliar a composição química das cinzas produzidas e tendências de amorfismo nas cinzas produzidas encontradas nas cinzas produzidas a 600°C por 3 horas. Dessa maneira, os compósitos foram preparados, com proporções de 5, 10, 15, 20, 25% (em relação a massa de cimento) e pasta de referência (0%), para analisar o calor de hidratação, por meio do ensaio de Calorimetria Semi- Adiabática de Temperatura, com objetivo de investigar a reatividade das cinzas nas pastas, em que o maior teor de substituição, torna-se a pasta mais reativa. E por fim, visto o teor de reação, foi avaliada a fixação de Carbono, , que é a avaliação da Pozolanicidade do material, porém, o valor encontrado do Índice de Atividade Pozolânica encontrado foi de 155,08g/mg ou 15,508%, portanto as amostras não alcançaram o valor mínimo (75%) estipulado pela NBR 12653/1992. Portanto, os resultados apresentados nesta pesquisa, onde as cinzas da casca do café foram aplicadas às matrizes cimentícias, não foram possíveis comprovar a sua aplicação como Material Cimentício Suplementar.
Abstract
The present research aims to investigate the potential application of coffee husk ash as an additive in cement-based matrices, due to the abundance of residues from coffee production in Brazil. Its present physicochemical and morphological composition arouses interest in investigation, since research in the Cement Industry with the possibility of incorporating this material as additives is restricted. Therefore, combinations of "in natura" coffee husks, called Endocarp or Parchment, Mesocarp, Exocarp were characterized, in order to investigate chemical, morphological and thermal characteristics, by means of Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive Spectroscopy, Thermogravimetric Analysis and X-Ray Diffraction. After the characterization of the husks, the potential combination for the production of the ash was selected, these components of the coffee husks underwent heat treatment at a temperature of 500°C, 600°C, and 800°C, in order to guarantee the reduction of peaks of the crystalline elements and a consequent amorphization of these products. X-Ray Diffraction and X-Ray Fluorescence Assays were applied to evaluate the chemical composition of the produced ash and amorphism tendencies in the produced ash found in the ash produced at 600°C for 3 hours. In this way, the composites were prepared, with proportions of 5, 10, 15, 20, 25% (in relation to the cement mass) and reference paste (0%), to analyze the heat of hydration, through the test of Semi-Adiabatic Temperature Calorimetry, with the objective of investigating the reactivity of ash in the pastes, in which the highest substitution content makes the paste more reactive. And finally, considering the reaction content, the carbon fixation was evaluated, which is the evaluation of the Pozzolanicity of the material, however, the value found for the Pozzolanic Activity Index found was 155.08g /mg or 15.508%, so the samples did not reach the minimum value (75%) stipulated by NBR 12653/1992. Therefore, the results presented in this research, where the coffee husk ash were applied to cementitious matrices, it was not possible to prove its application as Supplementary Cementitious Material.
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MARCELINO, T. O. Caracterização da casca de café e suas cinzas na compatibilidade em matrizes cimentícias. 2022. 49 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Madeira) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.