Effects of Powdery Mill Tailings from Magnetite on Workability and Strength of Concretes

Abstract

The discarded mill tailings behind the dam will cause disasters at any time. A solution to this problem may be to utilize those wastes, e.g. mill tailings from magnetite, as the Manufactured Fine Aggregates (MFA) for preparation of concretes. The mill tailings from magnetite can be considered as new resources of sand. However, in production of MFA from mill tailings, the particles smaller than 75 μm were strictly eliminated. The degranulation results in not only lower utilization of the resources but also worse micro grading of MFA. The micro fines, i.e. powdery mill tailings from magnetite, supplements powder content in concrete systems in w/c>0.40 to modify the ratio of water to total powder (w/p). The perfect micro grading for good workability can be reached in the case of optimal w/p ratio. The filling effect owing to perfect micro grading of powdery mill tailings makes concretes more compact and the pozzolanic constituents in micro particles of the tailings contribute to the strength of concretes.

Caracterização tecnológica e reaproveitamento de rejeitos de magnetita em misturas asfálticas e concreto – uma revisão

“…Na engenharia de pavimentação há grande demanda por misturas asfálticas e, por agregados como calcário e basalto, porém a oferta dessas matérias-primas está limitada em razão de fatores de produção e preservação ambiental. Outra alternativa promissora de aplicação dos RM consiste no uso como substituinte dos agregados naturais do concreto (CAI et al, 2011b;KURANCHIE et al, 2015). Sendo assim, a substituição desses agregados convencionais por resíduos representa expressivo impacto na reciclagem de produtos residuais e na proteção ao meio ambiente (WANG et al, 2016c).…”

“…Na mistura asfáltica, os resíduos incorporados como substituinte parcial dos agregados, ao serem misturados com os demais componentes e ao betume (agente ligante), aglutinam-se e geram uma matriz rígida (GIUSTOZZI et al, 2018;PATTI et al, 2018). No concreto, os RM são estabilizados por meio de reações químicas entre os componentes amorfos (óxidos de sílica e alumínio) dos RM com os íons Ca + (resultantes da hidratação do cimento), que promovem reações pozolânicas e a formação de produtos cimentantes e posteriormente o endurecimento e enrijecimento da matriz compósita (CAI et al, 2011b).…”

“…Em razão do potencial de aplicação de resíduos da extração de ferro no setor de construção, os materiais naturais que contêm magnetita destacam-se por corresponder a uma matéria-prima de baixo custo, que apresenta excelentes propriedades magnéticas e mecânicas, tais como capacidade de absorção de micro-ondas, elevada resistência à compressão e maior durabilidade, que são fundamentais para o uso como agregados em misturas asfálticas (BOON;MARIATTI, 2014;GHAZANFARI;YAZDANI, 2015;WANG et al, 2016b). No caso da utilização de resí-duos de magnetita como agregados em concreto, alguns estudos apontam que a aplicação da magnetita é capaz de aprimorar propriedades de proteção contra a radiação desses materiais (GUR; ARTIG; CAKIR, 2017; HORSZCZARUK; SIKORA; ZAPOROWSKI, 2015; JASKULSKI et al, 2019; KUBISSA; GLINICKI; DĄBRO-WSKI, 2018), ou de melhorar determinadas propriedades mecânicas (CAI et al, 2011a(CAI et al, , 2011bMENDES;SILVA, 2016).…”

“…cação em material cimentício,Cai et al (2011a) eCai et al (2011b) submeteram os RM moídos à distribuição granulométrica (Figura 3) para determinação do módulo de finura e da gradação adequada para a incorporação da carga mineral no concreto. Verificou-se que os RM continham 2,2% de microfinos e módulo de finura de 2,7.…”

“…Verificou-se que os RM continham 2,2% de microfinos e módulo de finura de 2,7. Em alguns casos, para a gradação ótima do material de enchimento do concreto, partículas do mineral com tamanho inferior a 75 μm não são utilizadas(CAI et al, 2011b). Já na incorporação em concreto espumado, partículas de maior finura contribuem para a resistência do material(CAI et al, 2011a).No estudode Patti et al (2018), a análise de MEV de duas amostras de magnetita (magnetita I e II), oriundas de resíduos de diferentes locais de mineração, possibilitou observar que as amostras são constituídas por partículas de formato irregular e de tamanho variável, conforme Figura 5.…”