INFLUENCE OF HIGH TEMPERATURES ON THE COMPRESSIVE STRENGTH OF IRON ORE WASTE/CEMENT COMPOSITE

INFLUENCE OF HIGH TEMPERATURES ON THE COMPRESSIVE STRENGTH OF IRON ORE TAILINGS/CEMENT COMPOSITE

Authors

  • Edgar Vladimiro Mantilla Carrasco UFMG - UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
  • Judy Norka Rodo Mantilla FUMEC - UNIVERSIDADE FUMEC MG
  • Eliene Pires Carvalho CEFET-MG- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA
  • Marco Antônio Penido de Rezende UFMG - UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
  • Rejane Costa Alves UFES - UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
  • Maria Teresa Gomes Barbosa UFJF - UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUÍZ DE FORA
  • White José dos Santos UFMG - UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

DOI:

https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2024.v10.n1.125-136

Keywords:

Iron ore tailings, cement, compressive strength, high temperatures, sustainability, thermal effects

Abstract

The objective of this study is to analyze the compressive strength and mass loss of mortars produced with iron ore tailings (IOT) and cement when subjected to high temperatures. The test specimens (TSs) were exposed to different temperature levels (100°C to 1100°C) and subsequently subjected to axial compression tests. The results showed that with increasing temperature, there was a loss of strength. The loss of strength exhibited a linear trend and became more pronounced after 350°C. The TSs subjected to 1100°C exhibited an 80% loss of strength, while the mass loss was less than 5%. One of the contributions of this study, in line with current research, is to emphasize the importance of composites (IOT/cement) as a sustainable and economically viable alternative, given that iron ore tailings are generated in large quantities during the beneficiation process. Another contribution is to demonstrate that these composites can result in mortars with a significant reduction in compressive strength and a small mass loss when exposed to high temperatures. Furthermore, it highlights that they meet all performance and safety requirements in fire situations, making them a non-combustible product.

Author Biographies

Edgar Vladimiro Mantilla Carrasco, UFMG - UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

Possui graduação em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC-USP) (1977), Mestrado e Doutorado em Engenharia Civil (Engenharia de Estruturas) pela EESC-USP (1989) e Pós-doutorado na Escola de Engenharia da Universidade do Minho, Portugal (2011). Professor Titular da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), aposentado. Atualmente é professor Adjunto na escola de Arquitetura da UFMG, atua nos cursos de Especialização em Design da Universidade do Estado de Minas Gerais e de Pós-graduação a nível de Especialização, Mestrado e Doutorado, nos cursos de: Engenharia de estruturas (Escola de Engenharia-UFMG), Ambiente Construído e Patrimônio Sustentável (Escola de Arquitetura-UFMG), Engenharia de Materiais de Construção (Escola de Engenharia-UFMG) e Ciência e Tecnologia da Madeira (Universidade Federal de Lavras). Membro de diversas comissões da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e do Instituto Nacional de Metrologia Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO). Revisor de artigos científicos em periódicos nacionais e internacionais. Coordena e participa de projetos de pesquisa com cooperação nacional e internacional. É coordenador do CPAM3 ? Centro de Pesquisa Avançada em Madeiras, Móveis e Materiais do Departamento e Engenharia de Estruturas (EE-UFMG). 

LATTES: http://lattes.cnpq.br/3716965047168777

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7870-0283

Judy Norka Rodo Mantilla, FUMEC - UNIVERSIDADE FUMEC MG

Possui graduação em Engenharia Civil pela USP de São Carlos (1977), Mestrado em Geotecnia pela USP de São Carlos (1985) e Doutorado em Geotecnia pela USP de São Carlos (1992). É professora assistente da Universidade FUMEC desde agosto de 2012. Foi professora do Departamento de Engenharia de Transportes e Geotecnia, da Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais, de 1982 a 2011. Tem experiência em ensino e pesquisa na área Geotécnica, com ênfase em Fundações e Mecânica dos Solos. Atualmente desenvolve pesquisas na área de aproveitamento de subprodutos de extração de minério de ferro e de resíduos sólidos da construção civil, na produção de produtos para a própria área de construção civil.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/2270773118272768

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7426-0970

Eliene Pires Carvalho, CEFET-MG- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA

Possui graduação em Engenharia Civil pela Fundação Mineira de Educação e Cultura (1997), mestrado em Engenharia de Estruturas pela Universidade Federal de Minas Gerais (2003) e doutorado em Engenharia de Estruturas pela Universidade Federal de MInas Gerais (2008). Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em construção civil, análise experimental de estruturas e sistemas de certificação de qualidade. Também têm experiência na área de ensino e pesquisa. Atualmente é Professora Titular do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), responsável pela disciplina de CONCRETO ARMADO II, no curso de Engenharia de Produção Civil, e pela disciplina de PROJETO AUXILIADO POR COMPUTADOR no curso de Edificações . Já trabalhou no programa de Pós-graduação do Departamento de Engenharia Civil (PPGEC) do CEFET-MG e, atualmente, coorienta trabalhos de doutorado no programa de Pós-graduação em Modelagem Matemática e Computacional.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/0426741711913176

ORCID: https://orcid.org/0009-0006-2664-0569

Marco Antônio Penido de Rezende, UFMG - UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

Graduação em Arquitetura e Urbanismo (UFMG, 1987), Mestre em Arquitetura e Urbanismo (UFMG, 1998), Doutor em Construção Civil (Politécnica/USP, 2003). Pos-Doutorado Programa Preservação Histórica, Universidade de Oregon, EUA (2010). Pesquisas, atividades de ensino, extensão e publicações nas áreas de: arquitetura vernácula, técnicas construtivas vernáculas e antigas, arquitetura de terra, técnicas retrospectivas, história das técnicas construtivas, sustentabilidade, conservação e patologia das construções, restauração e revitalização arquitetônica e urbana, inovação tecnológica na produção de arquitetura, interfaces tecnologia x arquitetura, história das técnicas. Professor Titular Escola de Arquitetura da UFMG, Representante da Escola de Arquitetura no Conselho de Ensino, Pesquisa e Extensão CEPE da UFMG (2004-2007; 2007-2009).Professor Permanente, e um dos criadores da Pós-Graduação Interdisciplinar (Mestrado e Doutorado) em Ambiente Construído e Patrimônio Sustentável ; e do Curso de Especialização em Sustentablidade do Ambiente Construído.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/8413549938151614

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7896-8669

Rejane Costa Alves, UFES - UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

Possui graduação em Engenharia Industrial Madeireira pela Universidade Federal do Espírito Santo (2010), Especialização em Design de Móveis pela Universidade do Estado de Minas Gerais (2013), Mestrado em Engenharia de estruturas pela Universidade Federal de Minas Gerais (2012) e doutorado em Engenharia de Estruturas pela Universidade Federal de Minas Gerais (2017). Atualmente é professora do magistério superior da Universidade Federal do Espírito Santo - Alegre/ Jerônimo Monteiro, lotada no Departamento de Ciências Florestais e da Madeira e professora do Programa de Pós graduação em Engenharia Química CCAE/UFES. Tem experiência na área de Engenharia, atuando principalmente nos seguintes temas: Ensaios Não Destrutivos, Compósitos Biodegradáveis, Estruturas de madeira, Tecnologia da madeira, Design de móveis e Sustentabilidade.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/8580447433109486

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4059-3974

Maria Teresa Gomes Barbosa, UFJF - UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUÍZ DE FORA

Possui graduação em Engenharia pela Universidade Federal de Juiz de Fora (1990), mestrado em Engenharia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1993) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2002). Atualmente é professora titular da UFJF, revisor de periódicos indexidados (American Concrete Institute, Ambiente Construído, Engenharia Estudo e Pesquisa, dentre outros), consultor ´ad hoc´ da FACEPE, avaliador de instituição de educação superior do Ministerio da Educacao e Cultura. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Materiais e Componentes de Construção, atuando principalmente nos seguintes temas: patologia, aderência aço-concreto, novos materiais, buscando sempre a integração com o ambiente construído e sua sustentabilidade.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/5383190053731404

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3839-5728

White José dos Santos, UFMG - UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

Professor no Departamento de Engenharia de Materiais e Construção Civil (UFMG-2012), Doutorado em Engenharia Civil (UFV - 2014), Mestre em Ambiente Construído (UFJF-2011), Pós-graduado em Engenharia de Segurança do Trabalho (UFJF-2010) e Graduado em Engenharia Civil (UFJF-2009). Professor permanente nos Programas de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia de Estruturas (PROPEEs) e Construção Civil e Pós-graduação lato sensu em Construção Civil ? todos pela UFMG. Promove pesquisa e desenvolvimento a respeito de Aproveitamento de Resíduos na Construção Civil, Materiais de Construção, Durabilidade pós-incêndio, Processos Construtivos, Desempenho das Edificações, Manutenção de Edifícios/Patologias e Gerenciamento de Obras. Membro de Comitê Científicos da ANTAC (Associação Nacional de Tecnologia no Ambiente Construído) como ENARC (Encontro Nacional de Aproveitamento de Resíduos na Construção). Coordenador do GT-Resíduos da ANTAC (2022-2024). Tem experiência na confecção de projetos, de laudos, perícias técnicas, especificações de serviços e materiais, e a realização de trabalhos técnicos de Engenharia de Civil.

LATTES:  http://lattes.cnpq.br/6929801431620076

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7451-3365

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Published

2024-02-08

How to Cite

Carrasco, E. V. M., Mantilla, J. N. R., Carvalho, E. P., Rezende, M. A. P. de, Alves, R. C., Barbosa, M. T. G., & Santos, W. J. dos. (2024). INFLUENCE OF HIGH TEMPERATURES ON THE COMPRESSIVE STRENGTH OF IRON ORE WASTE/CEMENT COMPOSITE: INFLUENCE OF HIGH TEMPERATURES ON THE COMPRESSIVE STRENGTH OF IRON ORE TAILINGS/CEMENT COMPOSITE . ix Sustentável, 10(1), 125–136. https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2024.v10.n1.125-136

Issue

Vol. 10 No. 1 (2024): Mix Sustentável (edição regular)

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Científica

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Copyright (c) 2023 Edgar Vladimiro Mantilla Carrasco, Judy Norka Rodo Mantilla, Eliene Pires Carvalho, Marco Antônio Penido de Rezende, Rejane Costa Alves, Maria Teresa Gomes Barbosa, White José dos Santos

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