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Ciclagem acelerada de agregados de basalto em água saturada por dióxido de carbono

Carbonation is a phenomenon resulting from the interaction between atmospheric carbon dioxide and water, forming carbonic acid and reacting with rock minerals, resulting in carbonates. In this sense, the present work seeks to quantify the changes in particle size and physical indices of the rock (de...

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Autor principal: Cardoso, Sara Fatima
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:
Basalto
Intemperismo
Dióxido de carbono
Basalt
Weathering
Carbon dioxide
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27050
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spelling riut-1-270502022-02-11T06:06:10Z Ciclagem acelerada de agregados de basalto em água saturada por dióxido de carbono Artificial weathering with CO2-basalt-rock cycling Cardoso, Sara Fatima Andrade, Maurício do Espirito Santo Zuquette, Lazaro Valentin Andrade, Maurício do Espirito Santo Silva, Elmagno Catarino Santos Costa, Guilherme Alan Souza Basalto Intemperismo Dióxido de carbono Basalt Weathering Carbon dioxide CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA Carbonation is a phenomenon resulting from the interaction between atmospheric carbon dioxide and water, forming carbonic acid and reacting with rock minerals, resulting in carbonates. In this sense, the present work seeks to quantify the changes in particle size and physical indices of the rock (density, porosity and water absorption), from laboratory cycling with water saturated by CO2 gas. Aggregates of particle size fraction between 6.3 and 9.5 mm were used, with three basalt compositions, which are: (i) massive gray basalt (BMC); (ii) massive basalt with the presence of clay minerals in its matrix (BMA); (iii) mixed field composition (CMC), consisting of 85% BMC sample and 15% BMA sample. The cycling tests were carried out using 12 cycling batteries, each battery lasting for 30 days with CO2 brine saturation, with weekly monitoring of pH, electrical conductivity and redox potential parameters, and 15 days of drying in the sun. Saturation water was obtained by bubbling CO2 gas into distilled water (20 minutes at 5 psi). BMA type aggregates were more susceptible to changes, with greater loss of mass, release of ions into water, depreciation of physical indices and became more friable to the touch in the last batteries. Massive basalt (BMC) also influenced particle size and physical indices, even if to a lesser extent. In general, three main issues can be verified, namely: (i) In the application of basalt as aggregates, especially for granular filters, it is necessary to consider the influence of CO2 in the alteration of the granulometry and in the geotechnical parameters of the rock; (ii) For the application of the rock in rockstone techniques, the presence of clay minerals is positive, as it accelerates the carbonation reactions; (iii) When the rocky material is destined for gas storage, with the objective of minimal impact on the rocky material, the presence of clay minerals should be investigated, as they are more susceptible to carbonation reactions. Itaipu Binacional A carbonatação é um fenômeno decorrente da interação entre o gás carbônico da atmosfera e a água, formando ácido carbônico e reagindo com os minerais das rochas, tendo como resultado os carbonatos. Neste sentido, o presente trabalho busca quantificar as alterações na granulometria e índices físicos da rocha (densidade, porosidade e absorção de água), a partir de ciclagem em laboratório com água saturada por gás CO2. Utilizou-se agregados de fração granulométrica entre 6,3 e 9,5 mm, com três composições basalto, que são: (i) basalto maciço cinza (BMC); (ii) basalto maciço com presença de argilominerais em sua matriz (BMA); (iii) composição mista de campo (CMC), constituída formado por 85% de amostra BMC e 15% de amostra BMA. Os ensaios de ciclagem foram conduzidos por meio de 12 baterias de ciclagem, sendo cada bateria de 30 dias saturação em salmoura de CO2, como monitoramento semanal dos parâmetros pH, condutividade elétrica e potencial redox, e 15 dias de secagem ao sol. A água de saturação foi obtida pelo borbulhamento de gás CO2 em água destilada (20 minutos a 5 psi). Os agregados tipo BMA foram mais suscetíveis às alterações, com maior perda de massa, liberação de íons em água, depreciação dos índices físicos e tornaram-se mais friáveis ao tato nas últimas baterias. O basalto maciço (BMC) também apresentou influência na granulometria e índices físicos, mesmo que em menor escala. De maneira geral, pode-se verificar três questões principais, a saber: (i) Na aplicação do basalto como agregados, especialmente para filtro granulares, é necessário considerar a influência do CO2 na alteração da granulometria e nos parâmetros geotécnicos da rocha; (ii) Para aplicação da rocha em técnicas de rochagem a presença de argilominerais é positiva, pois acelera as reações de carbonatação; (iii) Quando o material rochoso for destinado ao armazenamento do gás, com objetivo de mínimo impacto no material rochoso, devese investigar a presença de argilominerais, pois são mais susceptíveis às reações de carbonatação. 2022-02-10T20:41:16Z 2023-12-31 2022-02-10T20:41:16Z 2021-12-03 bachelorThesis CARDOSO, Sara Fatima. Ciclagem acelerada de agregados de basalto em água saturada por dióxido de carbono. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27050 por embargoedAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Toledo Brasil Engenharia Civil UTFPR
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Ciclagem acelerada de agregados de basalto em água saturada por dióxido de carbono
description Carbonation is a phenomenon resulting from the interaction between atmospheric carbon dioxide and water, forming carbonic acid and reacting with rock minerals, resulting in carbonates. In this sense, the present work seeks to quantify the changes in particle size and physical indices of the rock (density, porosity and water absorption), from laboratory cycling with water saturated by CO2 gas. Aggregates of particle size fraction between 6.3 and 9.5 mm were used, with three basalt compositions, which are: (i) massive gray basalt (BMC); (ii) massive basalt with the presence of clay minerals in its matrix (BMA); (iii) mixed field composition (CMC), consisting of 85% BMC sample and 15% BMA sample. The cycling tests were carried out using 12 cycling batteries, each battery lasting for 30 days with CO2 brine saturation, with weekly monitoring of pH, electrical conductivity and redox potential parameters, and 15 days of drying in the sun. Saturation water was obtained by bubbling CO2 gas into distilled water (20 minutes at 5 psi). BMA type aggregates were more susceptible to changes, with greater loss of mass, release of ions into water, depreciation of physical indices and became more friable to the touch in the last batteries. Massive basalt (BMC) also influenced particle size and physical indices, even if to a lesser extent. In general, three main issues can be verified, namely: (i) In the application of basalt as aggregates, especially for granular filters, it is necessary to consider the influence of CO2 in the alteration of the granulometry and in the geotechnical parameters of the rock; (ii) For the application of the rock in rockstone techniques, the presence of clay minerals is positive, as it accelerates the carbonation reactions; (iii) When the rocky material is destined for gas storage, with the objective of minimal impact on the rocky material, the presence of clay minerals should be investigated, as they are more susceptible to carbonation reactions.
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