A utilização de estacas helicoidais como fundação de linhas de transmissão de energia elétrica tem aumentando significativamente no Brasil. No entanto, em alguns casos de obra, a camada de solo adequada para se instalarem as hélices da estaca encontra-se em profundidade economicamente inviável para o uso deste tipo de fundação. Esta foi a razão que motivou a presente pesquisa, que tem como objetivo avaliar soluções para a instalação de estacas helicoidais mais curtas, ancoradas em solo de capacidade inferior à necessária para atender às cargas de projeto. Nesta dissertação, foram avaliadas duas soluções alternativas para o aumento de capacidade de carga de fundações por estacas helicoidais, para os casos de carregamento de tração e compressão. A primeira alternativa verificada foi a injeção de calda de cimento em torno das hélices da ponta da estaca. A segunda solução testada foi o preenchimento com argamassa em torno da haste da estaca acima das hélices. Foram realizadas na presente pesquisa nove provas de carga (cinco de tração e quatro de compressão): três em estacas helicoidais convencionais, quatro em estacas helicoidais com injeção de calda de cimento e duas em estacas helicoidais com fuste de argamassa. Após a realização de provas de carga nas estacas, estas foram exumadas para se verificar a forma da coluna de argamassa e as formas de bulbos resultantes das injeções realizadas com calda de cimento. A partir dos resultados dos ensaios, foi verificado que a capacidade de carga da estaca á tração pode ser aumentada usando-se as alternativas testadas. Porém, são necessários mais ensaios para avaliar a eficiência destes procedimentos em diferentes condições de solo e configuração de estacas. / The use of helical piles as foundation for transmission lines has increased significantly in Brazil. However, in some sites, the soil layer suitable for installing the pile helices are considerably deep and it is economically unviable to use this type of foundation. This reason motivated the current study, which aims to evaluate solutions for the installation of helical piles anchored in soil with low capacity. In this research, it was evaluated two alternative solutions to improve the helical pile capacity. The first alternative is injecting a water/ cement mixture which is delivered to the ground throught holes, placed between the upper and bottom helices. The second alternative solution is helical piles with a mortar shaft. Nine pile load tests were performed for the present investigation (five in tension and four in compression): three on conventional helical piles, four on helical piles with injection, and two on helical piles with mortar shaft. After that, the helical piles were exhumed for the verification of the shaft shape and the forms of the bulbs resulting from injections performed with cement mixture. The results of these tests indicated that the uplift capacity of helical piles can be increased by using the alternatives tested. However, more tests are needed to evaluate the effectiveness of these procedures, in different soil conditions and pile configurations.

La modélisation numérique du comportement des matériaux cimentaires sous l’action des sollicitations complexes constitue un point de vue alternatif pour identifier et évaluer les mécanismes internes qui ne peuvent être étudiés directement à travers les essais expérimentaux. A cet effet, le développement des outils de modélisation permettant la prise en compte des interactions entre la microstructure hétérogène de la pâte de ciment et le comportement macroscopique des matériaux cimentaires est fortement apprécié. Une telle approche numérique donne une meilleure description des processus physiques et évite la calibration répétitive des paramètres lorsque la microstructure change.Ce travail de thèse a pour objet de mettre au point une approche de modélisation de l’endommagement des matériaux cimentaires compte tenu des mécanismes physiques qui se produisent à l’échelle microscopique. Dans l’approche proposée, les principes de la construction d’une microstructure virtuelle de la pâte de ciment sont présentés et les paramètres micromécaniques des phases cimentaires sont identifiés. La capacité prédictive de l’approche est testée en comparant les résultats numériques aux résultats des essais expérimentaux réalisés dans ce travail et aux résultats tirés de la littérature. L’application de cette approche est ensuite illustrée à travers des simulations de la pâte de ciment sous fluage et cycles de gel-dégel. Cette approche ouvre la voie à une multitude d’applications, comme l’étude de l’effet du retrait, du fluage, des cycles de gel-dégel, de la fissuration thermique, de l’auto-cicatrisation et de la carbonatation sur les propriétés thermomécaniques des matériaux cimentaires. / Numerical modelling of the constitutivebehaviour of cementitious materials exposed to aggressive environment offers an alternative point of view for the identification and assessment of internal mechanisms which cannot be explicitly explored using standard experimental techniques. In this regard, the development of advanced modelling tools that take into account the interactions between the heterogeneous microstructure of cement paste and the macroscopic behaviour cementitious materials is highly valued. Such modelling approaches give a much better description of the physical processes and avoid recurrent parameter calibration when dealing with a different microstructure.The work presented in this PhD thesis proposes a numerical modelling approach of damage in cement based materials taking heed of the physical mechanics that can only be characterized at the microscopic level. In the proposed approach, the principles of constructing a virtual microstructure of cement paste are laid out and the micromechanical parameters of cement phases are identified. The predictive capacity of the micromechanical approach is put to the test by a comparison of numerical results with experimental data determined in the present study and found in the literature. Finally, the power of the approach is illustrated through simulations of creep and freeze-thaw behaviour at the microscopic scale of cement paste.This approach paves the way for a multitude of applications, such as the study of the effect of shrinkage, creep, freeze-thaw cycles, thermal cracking, self-healing and carbonation on the thermomechanical properties of cement-based materials.

A infecção bacteriana é a principal complicação que um procedimento de artroplastia de quadril ou joelho pode apresentar. Mesmo após a incorporação de antibiótico (gentamicina) ao cimento ósseo, as taxas de infecções após este procedimento cirúrgico continuam gerando sérios prejuízos para o hospital e para o paciente. As principais bactérias envolvidas nas infecções relacionadas aos implantes ortopédicos são Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aderência e formação de biofilme de S. aureus, S. epidermidis e P. aeruginosa sobre o cimento ósseo polimetilmetacrilato (PMMA) com e sem antibiótico (gentamicina), de procedência nacional e internacional, por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) e por cultura. Também, estimar quantitativamente as células viáveis recuperadas dos biofilmes formados. Foram produzidos discos de polimetilmetacrilato de 10,0 mm de diâmetro e 3,0 mm de espessura. Foram utilizadas cepas Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. Para este estudo foram utilizados corpos-de-prova de cimento ósseo de procedência nacional (BAUMER, CMM e BIOMECANICA) e internacional (BIOMET com gentamicina, BIOMET sem gentamicina e SIMPLEX). Biofilmes foram produzidos in vitro a partir da inoculação da suspensão bacteriana (\'10 POT.8\' unidades formadoras de colônia/mL) em Tryptic Soy Broth e incubados nos períodos de tempo de 1, 6, 24, 48, e 72 horas. Após os períodos de incubação os corpos-de-prova foram removidos do meio de cultura, lavados, sonicados e do sobrenadante realizadas diluições seriadas (\'10 POT.-1\' a \'10 POT.-5\'). A seguir, os corpos-de-prova foram preparados para observação por MEV. Os resultados de MEV mostraram bacilos e cocos aderidos e agrupados formando biofilme. Para P. aeruginosa: as contagens das células viáveis em média (UFC/mL) foram de 2,8 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,7 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,7 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 \'+ OU -\' 5,5 x \'10 POT.4\' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 2,3 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,5 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 \'+ OU -\' 0,8 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,4 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,1 \'+ OU -\' 0,5 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 \'+ OU -\' 6,0 x \'10 POT.5\' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX), respectivamente. Os dados obtidos mostraram que o cimento ósseo de polimetilmetacrilato com e sem gentamicina não evitaram a aderência da Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus e formação de biofilme, como demonstrado pela MEV. Em conclusão, isto é um fator de risco para infecções. / The bacterial infection is the main complication of a procedure for hip or knee arthroplasty can present. Even after the addition of antibiotic (gentamicin) in the bone cement, the rates of infection after the surgical procedure continue causing serious damage to the hospital and the patient. The main bacteria involved in infections related to orthopedic implants are Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. The objective of this study was to evaluate the adhesion and biolfilm formation of the S. aureus, S. epidermidis and P. aeruginosa on the bone cement polymethylmethacrylate (PMMA) with and without antibiotic (gentamicin) from national and international origin, by means scanning electron microscope (SEM) and by culture. Also, quantitatively estimate the viable cells recovered from biofilms formed. Discs of cement were produced from 10.0 mm in diameter and 3.0 mm thick. Strains used were Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. For this study we used coupons cement of national origin (Baumer, CMM and biomechanics) and international (BIOMET with gentamicin, BIOMET without gentamicin and SIMPLEX). Biofilms were produced in vitro from the inoculation of bacterial suspension (108 Colony-Forming Units/mL) in Tryptic Soy Broth and incubated for the time periods of 1, 6, 24, 48 and 72 hours. After the incubation periods of the coupons they were removed from the medium culture, washed, sonicated and serial dilutions of supernatant taken (\'10 POT.-1\' a \'10 POT.-5\'). Next, the coupons were prepared for observation by SEM. The results of SEM showed adherent cocci bacilli, and adhered to each other form a biofilm. For P. aeruginosa: the couting of viable cells on average (CFU/mL) were 2,8 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,7 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,7 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 \'+ OU -\' 5,5 x \'10 POT.4\' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 2,3 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,5 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 \'+ OU -\' 0,8 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,4 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,1 \'+ OU -\' 0,5 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 \'+ OU -\' 6,0 x \'10 POT.5\' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX), respectively. The data showed that of polymethylmethacrylate bone cement with and without gentamicin did not prevent the adhesion of Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus and formation of biofilms, as demonstrated by SEM. In conclusion, this is risk factor for infections.

Esta dissertação apresenta os resultados de uma pesquisa cujo objetivo principal é avaliar o comportamento mecânico de misturas de solo-cimento e fosfogesso e cimento destinadas à construção de bases rodoviárias. O solo-cimento é um material de uso consolidado em pavimentação. Na composição das misturas de solo-cimento foram utilizados dois diferentes solos pertencentes a um mesmo grupo segundo as classificações HBR e USCS, mas considerados, respectivamente, de comportamento laterítico, segundo a classificação MCT. O fosfogesso é um resíduo sólido na produção de adubos, constituindo-se em um elemento agressivo ao meio ambiente devido a sua natureza ácida e por conter elementos radioativos e metais pesados. Por ser instável frente a ação da água, este material deverá ser estabilizado com cimento para uso em pavimentos. As amostras destas misturas foram submetidas a ensaios de compressão simples, compressão diametral e triaxiais cíclicos. Nos ensaios de compressão simples e compressão diametral, metade dos corpos de prova foi submetida a imersão prévia em água por quatro horas antes dos ensaios e a outra metade foi ensaiada sem imersão. Os corpos de prova com teores de 4, 7 e 10% foram compactados na energia normal de ensaio de Proctor e curados por 3, 7 e 28 dias. Para as misturas de fosfogesso e cimento foram utilizados apenas os teores de 7 e 10%. Observou-se que valores crescentes de tempo de cura e teor de cimento conduziram a maiores valores de resistência e rigidez. Ensaios realizados após imersão em água apresentaram valores de resistência à compressão diametral menores do que os obtidos sem imersão. Os resultados dos ensaios triaxiais cíclicos mostram o efeito predominante da tensão desvio no valor do módulo de resiliência quando comparado com o efeito da tensão de confinamento. Concluiu-se também que as misturas compostas de solo de comportamento laterítico apresentam melhor desempenho que as ) misturas compostas com solos de comportamento não laterítico. Comparando-se o desempenho mecânico das misturas de solo-cimento com o das misturas de fosfogesso e cimento, estas últimas apresentam resistência e rigidez significativamente menores. Entretanto, o desempenho das misturas de fosfogesso e cimento, principalmente no tocante à deformabilidade, é comparável ao de materiais empregados em pavimentação, como algumas bases estabilizadas granulometricamente de uso corrente. / This work presents the results of a research whose main objective is to evaluate the mechanical behavior of soil-cement and phosphogypsum and cement mixtures for the construction of road bases. The soil-cement is a traditional useful material in pavement construction. The in composition of the soil-cement mixtures were used. Two different soils with same HRB and USCS classifications, but considered, respectively, of lateritic and non-Iateritic behavior, according to the MCT classification. The phosphogypsum is a solid by-product of the fertilizers production, it\'s an aggressive element to the environment due to its acid nature and for containing radioactive elements and heavy metals. For being unstable in the presence of water, this material should be stabilized with cement for use in pavements. The samples of these mixtures were submitted to tests of unconfined compressive strength, diametral compression and cyclic triaxial loading test. In the tests of unconfined compressive strength and diametral compression, half of the specimens were submitted previous immersion in water for four hours before the test and the other half was tested without immersion. The specimens with cement content of 4, 7 and 10% were compacted using the normal energy of Proctor test and cured during 3, 7 and 28 days. For the phosphogypsum and cement mixtures were just used cement content of 7 and 10%. It was observed that higher values of time of cure and cement content led to higher strength and stiffness values. Tests performed after immersion in water presented strength values for the unconfined compressive and diametral compression strength than those obtained without immersion. The results of the cyclic triaxial loading test show the predominant effect of the deviateric stress in the value of the resilience modulus when compared with the effect of the confinement tension. It was also concluded that the mixtures composed with lateritic behavior soil presented better performance than mixtures composed with non lateritic behavior soil.Comparing the mechanical performance of the soil-cement mixtures with the one of the phosphogypsum and cement mixtures, the last one presents strength and stiffness signiflcantly lower. However, the performance of the phosphogypsum and cement mixtures, mainly concerning the deformability, is comparable to the performance of materials employed in paving, as some soil stabilized bases.

Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da base de cimento de ionômero de vidro modificado por resina (CIVMR) e das técnicas de inserção incremental de resina composta na interface de parede circundante de restauração adesiva à dentina. Foram confeccionadas cavidades com 4,5mm X 3mm X 5mm em 52 molares humanos extraídos divididos em 4 grupos: Grupo 1 (controle): Sistema Adesivo (Adper Single Bond) + Resina Composta (Filtek Z250) com inserção em 2 incrementos horizontais (Fator C = 5); Grupo 2: Sistema Adesivo (Adper Single Bond) + Resina Composta (Filtek Z250) em 4 incrementos oblíquos (Fator C=2); Grupo 3: Base de CIVMR (Vitrebond) + Sistema Adesivo (Adper Single Bond) + Resina Composta (Filtek Z250) em 2 incrementos horizontais (Fator C = 5) e Grupo 4: Base de CIVMR (Vitrebond) + Sistema Adesivo (Adper Single Bond) + Resina Composta (Filtek Z250) em 4 incrementos oblíquos (Fator C = 2). Após a restauração, os dentes permaneceram em água deionizada em estufa a 37ºC por 24 horas. Depois foram seccionados em uma máquina de cortes com disco de diamante em espessura de 0,8mm no sentido vestíbulolingual. Uma fatia de cada dente foi separada aleatoriamente para análise em Microscópio Confocal para verificação e mensuração de fendas internas na interface dentina/resina composta. As demais fatias foram seccionadas para a confecção de palitos (0,8mm X 0,8mm) que foram submetidos a testes de microtração em uma máquina de ensaios universal EMIC. Os resultados de resistência de união foram submetidos à análise de variância a dois critério ANOVA a 5% e ao teste de Fisher para as variáveis de presença de fendas internas. Não houve diferença estatisticamente significante entre os quatro grupos (p>0,05) com relação à resistência adesiva. Quanto à presença de fendas internas, foi evidenciada sua presença nos grupos 1, 3 e 4, sem diferença estatisticamente significante entre os grupos testados (p>0,05). Conclui-se, portanto, que o uso da base de cimento de ionômero de vidro modificado por resina e das técnicas de inserção incremental de resina composta não influenciam a resistência adesiva e presença de fendas da resina composta à dentina. / The aim of this study was to evaluate the effect of resin-modified-glassionomer linning and incremental technique on the bond strength of the composite restoration interface. Methods: Cavities were made (4.5mm X 3mm X 5mm) in 52 extracted human molars, divided into 4 groups: Group 1 (control) no linning + two horizontal increments (C Factor = 5); Group 2: no linning + four oblique increments (C Factor = 2); Group 3: RMGIC linning (Vitrebond) + two horizontal increments; and Group 4: RMGIC linning (Vitrebond) + four oblique increments. All teeth were restored with Adper Single Bond and Filtek Z250 and stored in deionized water at 37ºC for 24 hours before sectioned into 0.8 mm sticks (bucco-lingually). One slice of each tooth was randomly selected for confocal microscopy for analysis of the interface resin/dentin. The other slices were sectionated in sticks (mesio-distally) for microtensile test in a Universal Testing Machine (EMIC) at 0.5mm/min. The data were analyzed by Two-way ANOVA (5%) and Fishers test for variables of presence of gap. No statistical difference on adhesive strength among groups (G1 14.55 ± 4.228 MPa, G2 17.25 ± 7.31 MPa, G3 12.81 ± 4.97 MPa and G4 13.39 ± 4.115 MPa). No significant statistical difference was observed regarding the presence of gap at the interface dentin/resin among groups (p>0.05). It can be concluded, that resin-modified glass-ionomer cement linning and resin composite techniques showed no effect on the adhesive interface to dentin.

A presente tese apresenta a utilização da fibra da casca do coco verde como reforço de matriz cimentícia para produção de fibrocimentos. Embora orgânico, o resíduo do coco verde apresenta difícil degradação e diminuí da vida útil de aterros sanitários e lixões. Para viabilizar o uso do resíduo do coco verde (fibra), como reforço de compósitos, optou-se por realizar tratamentos físico-químicos nas fibras e, substituir parcialmente o cimento Portland por material pozolânico de alta reatividade (cinza da casca de arroz (CCA)) para diminuir o ataque alcalino da matriz sobre a fibra vegetal. O experimento foi dividido em duas etapas, a primeira avaliou a fibra de coco verde com e sem tratamentos e os compósitos produzidos com elas. A segunda etapa analisou a influência de diferentes níveis de substituição do cimento Portland pela cinza da casca de arroz (CCA). Para preparação dos compósitos foi utilizada a técnica de dispersão das matérias-primas em solução aquosa, seguida de drenagem e prensagem, como uma simulação simplificada do processo Hatschek de fabricação industrial. Os compósitos foram analisados aos 28 dias (período de cura úmida) e após os processos de envelhecimento, 100 ciclos de imersão-secagem e 28 dias em banho térmico (65°C). Ensaios físicos e mecânicos avaliaram o desempenho, a resistência e a ductilidade dos compósitos. A termogravimetria permitiu observar o consumo da portlandita e a queda da alcalinidade da matriz com 50% de substituição do cimento Portland pela CCA, sem afetar a resistência do material. Os resultados obtidos indicam que a fibra do coco verde tem grande potencial para ser utilizada como reforço de fibrocimentos, desde que seja incorporada a uma matriz de alcalinidade reduzida. / This thesis studies the use of green coconut fiber as a reinforcer in the matrix cement for the production of fibre-cement. Besides being an organic material, the green coconut residues are not easily degradable, but can reduce the landfills lifespan. To evaluate the possibility of use of coconut residue fiber, as reinforcer in composites, physical-chemical treatments were carried out on the fibers, and partially replacing Portland cement with pozzolanic materials for high reactivity (rice husk ash (RHA)) was also added to decrease the alkaline attack matrix on the plant fiber. The experiment was divided into two stages: the first assessed the green coconut fiber with and without treatment and the composites produced with them. The second stage examined the influence reinforcer high reactivity to allow the use of coconut fiber as reinforcement in cementitious matrix. In the preparation of the composites, the technique of dispersing the materials in aqueous solution was used, followed by draining and pressing, as a simplified simulation Hatschek process of industrial manufacture. The composites were analyzed after 28 days and after an aging process, with 100 cycles of immersion-drying or heating in water for 28 days at 65°C). Physical and mechanical tests were used to e valuated the performance, traction resistance and ductility of the composites. A thermogravimetry test allowed the observation of the use of portlandita and the alkalinity reduction of the matrix with the addition of RHA, without affecting the resistance of the material. The results obtained indicate that the green coconut fiber has great potential to be used as a fibre-cement reinforcer, as long it is included in a matrix with reduced alkalinity.

Este estudo avaliou, in vitro, a influência da radioterapia na resistência de união (RU) e na interface adesiva entre diferentes cimentos resinosos e dentina radicular. Sessenta caninos superiores foram distribuídos em 2 grupos (n=30) de acordo com a irradiação: não irradiados e irradiados. Os dentes do grupo irradiado foram submetidos à radioterapia com raios-X de 6 MV em frações de 2 Gy, com 30 ciclos, perfazendo 60 Gy. Os dentes foram seccionados para obtenção de raízes com 16 mm de comprimento, sendo realizado em seguida o preparo biomecânico com instrumento Reciproc R50 e obturação pela técnica de condensação lateral com cimento a base resina epóxica. Cada grupo foi subdividido de acordo com o cimento resinoso utilizado para a cimentação dos pinos de fibra de vidro (n=10): RelyX U200; Panavia F 2.0; RelyX ARC. Os pinos foram submetidos a tratamento de superfície com ácido fluorídrico 10% e cimentados de acordo com as recomendações de cada fabricante. Após a cimentação dos pinos, os dentes foram seccionados transversalmente em slices de 1 mm de espessura, obtendo-se 3 slices de cada terço da raiz. Os slices mais cervicais de cada terço foram utilizados para avaliar a RU, por meio do teste de push-out com velocidade de 0,5 mm/min, e posterior análise do padrão de falha em estereomicroscópio. Os slices mais apicais de cada terço foram selecionados para análise da interface cimento/dentina em MEV com aumentos de 100, 1000, 2000 e 4000X. Os dados de RU e adaptação da interface cimento/dentina foram submetidos à análise estatística pelos testes de ANOVA e Tukey, e Kruskal-Wallis e Duns, respectivamente. Os espécimes irradiados apresentaram menores valores de RU (8,23&plusmn;4,26) comparados aos dentes não irradiados (11,88&plusmn;6,42) (p<0,00001). Quanto aos cimentos resinosos, o RelyX U200 apresentou maiores valores na RU (15,17&plusmn;5,89) comparado aos cimentos RelyX ARC (7,68&plusmn;4,22) (p<0,0001) e Panavia F 2.0 (7,32&plusmn;2,71) (p<0,0001). O terço cervical apresentou maiores valores de RU (13,08&plusmn;6,10) comparado aos terços médio (9,72&plusmn;5,03) e apical (7,38&plusmn;4,53) (p<0,0001). O padrão de falhas mostrou ocorrência de falhas coesivas na dentina para os espécimes irradiados. Na análise da interface cimendo/dentina por MEV, observou-se maior desadaptação nos dentes submetidos à radioterapia. Em relação aos cimentos resinosos, foi observada maior adaptação com RelyX U200 e RelyX ARC comparados à Panavia F 2.0. Na análise qualitativa em MEV observou-se presença de fraturas e microfraturas na dentina radicular e menor presença de fibras colágenas em dentes irradiados. Para o cimento resinoso RelyX U200 e Panavia F 2.0 observou-se interface justaposta do cimento com a dentina radicular em dentes irradiados e não irradiados, sendo que para o cimento resinoso RelyX ARC foi observada formação de camada híbrida e tags de maneira similar para dentes irradiados e não irradiados. Concluiu-se que a radioterapia resultou na redução da resistência de união e na maior desadaptação da interface cimento resinoso/dentina radicular e que o cimento resinoso autoadesivo se apresentou como melhor alternativa para cimentação de pinos de fibra de vidro em dentes irradiados. / This in vitro study, evaluated the influency of radiotherapy on bond strength (BS) and adhesive interface between different resin cements and root dentin. Sixty maxillary canines were selected and distributed into two groups (n = 30) according to the irradiation protocol: non-irradiated and irradiated. The irradiated group were submitted to X-ray radiotherapy of 6 MV in fractions of 2 Gy, with 30 cycles, until complete 60 Gy. The teeth were sectioned to obtain 16 mm of root length, followed by biomechanical preparation with R50 reciproc instrument and obturation using the lateral condensation technique with epoxy resin-based sealer. Then, each group was subdivided according to the resin cement used for the glass fiber post cementation (n = 10): RelyX U200, Panavia F 2.0 and RelyX ARC. The posts were submitted to surface treatment with 10% hydrofluoric acid, and then cemented according to the manufacturer instructions. After the posts cementation, the teeth were sectioned transversely into 1 mm thick slices, and 3 slices were obtained from each root third. The most cervical slice of each third was used to evaluate the BS by the push-out test at 0.5 mm/min of velocity and the failure pattern was analyzed using stereomicroscopy. The most apical slice of each third was selected for SEM analysis, which were prepared and metalized. The dentin/cement interface analysis was performed at the following magnification: 100, 1000, 2000 and 4000X. The BS data and dentin/cement interface adaptation were submitted to statistical analysis by ANOVA, Tukey and Kruskal-Wallis, and Duns tests respectively. The irradiated specimens had lower BS values (8.23 &plusmn; 4.26) compared to non-irradiated group (11.88 &plusmn; 6.42) (p <0.00001). Regarding the resin cements, the RelyX U200 showed the higher values in BS (15.17 &plusmn; 5.89) compared to RelyX ARC (7.68 &plusmn; 4.22) and Panavia F 2.0 (7 , 32 &plusmn; 2.71) (p <0.0001). In addition, the cervical third presented higher BS values (13.08 &plusmn; 6.10) when compared to the middle (9.72 &plusmn; 5.03) and apical (7.38 &plusmn; 4.53) thirds (p <0.0001). The failure pattern showed cohesive failures in root dentin of the irradiated specimens. In the SEM dentin/cement interface analysis, a greater misadaptation was observed for the teeth submitted to radiotherapy. Regarding the resin cements, a better adaptation was observed for the RelyX U200 and RelyX ARC compared to the Panavia F 2.0. In the SEM qualitative analysis of the irradiated teeth, was possible to observe the presence of fractures and microfractures in the root dentin and a small number of collagen fibers. The resin cements RelyX U200 and Panavia F 2.0 showed a juxtaposed interface of the cement with the root dentin in irradiated and non-irradiated teeth, being that for the RelyX ARC cement the presence of hybrid layer and tags was similar for irradiated and non-irradiated groups. It was concluded that the radiotherapy promoted reduction of the bond strength and increase the gaps in the dentin/resin cement interface and the self-adhesive resin cement is the best alternative for glass fiber posts cementation in irradiated teeth.

L'implantation de matériaux pour reconstruction osseuse par des techniques chirurgicales peu invasives nécessite des substituts osseux synthétiques, résorbables, injectables et radioopaques. C'est pourquoi le contrôle des propriétés de ces matériaux est primordial. Dans ce contexte, ce travail s'intéresse à la formulation de deux ciments, l'un uniquement à base de carbonate de calcium, le second composé d'un mélange de carbonate de calcium et de phosphate de calcium en quantités égales. Le traitement des phases solides pulvérulentes de ces deux ciments par les procédés de broyage et de co-broyage a été étudié. Ces procédés permettent entre autres de diminuer la taille moyenne des particules. Un mélange intime et homogène entre les constituants de la phase solide est obtenu grâce au co-broyage et les propriétés des ciments sont très significativement améliorées. Le temps de prise est diminué et l'injectabilité de la pâte est fortement augmentée (facteur 100). Cette dernière propriété a pu être évaluée grâce à la mise au point d'un dispositif et d'un protocole de mesure adaptés à un analyseur de texture. Dans le but de visualiser par radiographie aux rayons X l'introduction du ciment injectable dans le site osseux à réparer, du strontium a été introduit en tant qu'agent de contraste radio-opacifiant. Deux voies d'ajout à la formulation du ciment ont été étudiées : la première sous forme de SrCO3 dans la phase solide, la seconde sous forme de SrCl2 dans la phase liquide. Les études réalisées montrent que le co-broyage de la phase solide contenant du SrCO3 est intéressant pour homogénéiser la dispersion de l'agent de contraste et ainsi optimiser la quantité de strontium à incorporer pour atteindre le niveau de radio-opacité requis par la norme en vigueur. De plus, il a été observé que l'ajout de SrCl2 dans la phase liquide rend la pâte plus visqueuse et diminue son injectabilité. Par ailleurs, l'étude de la dissolution de ces ciments à pH physiologique a révélé une libération lente et prolongée du strontium. Enfin, des tests cellulaires in-vitro ont été réalisés sur ces ciments ; ils mettent en évidence l'excellent comportement de cellules ostéoprogénitrices vis-à-vis de ces formulations de ciment ainsi que l'intérêt d'utiliser le sel de SrCO3 plutôt que de SrCl2. La dernière partie de ce travail concerne l'étude de la cristallisation de l'aragonite, variété polymorphe du carbonate de calcium, en présence d'ions phosphate, connus pour inhiber la cristallisation du CaCO3. Grâce à une modélisation à l'aide de la technique de croissance cristalline à composition constante permettant de se placer dans des conditions proches de celles de la prise du ciment uniquement à base de carbonate de calcium in-vivo, il a été montré que la présence d'ions phosphate, même en très faible quantité (concentration &lt; 0,5 µM) diminue à la fois la vitesse de germination et la vitesse de croissance cristalline de l'aragonite. L'ensemble de ces travaux contribue à l'optimisation des propriétés de ces ciments biomédicaux et à mieux appréhender leur comportement que ce soit au moment de leur implantation in-vivo ou de leur évolution et suivi post-opératoires. D'un point de vue fondamental, ces travaux pluridisciplinaires menés dans des conditions modèles in-vitro mais également dans le cadre d'une expérimentation in-vivo ont mis en évidence l'intérêt de confronter ces deux approches pour identifier et comprendre les phénomènes et les réactions impliqués lors de la prise des ciments à base de carbonate de calcium in-vitro et in-vivo. / Implantation of bone substitute materials using minimally invasive surgical techniques requires specific properties for the material including resorbability, injectability and adequate radio-opacity. The control of such properties of the material is of prime importance to meet a surgeon's requirements. In this context, this study deals with two different mineral cements: the first one is only composed of calcium carbonate phases and the second one is a mixture of equal amount of calcium phosphate and calcium carbonate phases. An original methodology involving complementary analytical techniques was implemented to thoroughly investigate the grinding mechanism of separated or mixed reactive powders constituting the solid phase and its effects on cement reactivity and properties. We show that co-grinding the solid phase decreases the mean size of the particles and favours both a homogeneous mixing and good contact between the components, leading to a decrease in the setting time. We also set two original protocols designed to evaluate paste injectability and phase separation during paste extrusion. Co-grinding leads to synergistic positive effects on cement injectability and radio-opacity. It allows maintaining a low and constant load during the extrusion of paste, which composition remains constant. Moreover, the cement's mechanical properties can be enhanced by lowering the L/S ratio because of the lower plastic limit. To be able to follow in situ the injection of the bone cement using X-ray radiography, strontium has been introduced as a contrast agent in the cement composition. Two different routes have been investigated: SrCO3 has been added to the solid phase or SrCl2 has been dissolved in the liquid phase. We show that co-grinding process permits to homogenise strontium distribution in the cement allowing us to optimise the minimum amount of strontium to add into the cement paste to reach the radio-opacity required by ISO 9917-1 standard. Moreover, adding SrCl2 in the liquid phase makes the cement paste more viscous and diminishes its injectability. Release tests performed on Sr-loaded cements show a sustained release of strontium at 37°C and pH 7.4. Finally, in-vitro cell tests have shown the excellent behaviour of osteoprogenitor cells, especially on cements including SrCO3. The last part of this work deals with the study of the crystallization of aragonite CaCO3 in the presence of phosphate ions, naturally present in biological fluids, to better understand the setting ability of calcium carbonate cements in-vivo. Using the constant composition crystal growth technique, we show that the presence of phosphate ions, even in very low amount (concentration &lt; 0.5 µM) diminishes both the nucleation and the crystal growth rates of aragonite. This work contributes to the optimization of the properties of calcium carbonate-based cements and a better understanding and control of their behaviours during implantation and their evolution in-vivo. From a fundamental point of view, this multidisciplinary work performed in model conditions in-vitro and completed by preliminary in-vivo experiments have underlined the interest in combining these two approaches to identify and understand the phenomena and the chemical reactions involved during the setting of biomedical cements.

A resistência de união (RU) dos materiais deve ser avaliada após a degradação da interface adesiva, tentando simular um processo que ocorre naturalmente ao longo do tempo na cavidade bucal. O presente estudo avaliou a degradação da interface adesiva em diferentes materiais utilizando o modelo de envelhecimento in vitro e in situ em dentina hígida e cariada. Noventa segundos molares decíduos hígidos e sem defeitos de esmalte, foram aleatoriamente divididos em dois grupos de acordo com o substrato a ser testado (hígido e com lesão de cárie induzida). A seguir, cada um dos grupos foi subdividido aleatoriamente de acordo com o material restaurador (n=15): resina composta associada ao sistema adesivo - RC, cimento de ionômero de vidro modificado por resina - CIVMR e cimento de ionômero de vidro de alta viscosidade - CIVAV. A superfície da dentina foi preparada e com o auxílio de cânulas de polietileno, foram confeccionados os espécimes com os materiais restauradores. Partes de um mesmo dente foram submetidas a cada envelhecimento: in vitro (24 horas e 6 meses) - armazenados em água destilada à 37°C; e in situ (uso de dispositivo intraoral palatino por voluntários em uma fase experimental de 7 dias). Os espécimes foram submetidos ao teste de microcisalhamento (MPa) para avaliação da RU, seguido de análise do padrão de fratura em estereomicroscópio (400X). Os dados foram submetidos a análise de variância de medidas repetidas seguida pelo teste de Bonferroni (? = 5%). De forma geral, o armazenamento por seis meses em água degradou o grupo CIVMR em dentina hígida (<0,001) e RC em dentina cariada (p=0,007), para os outros materiais não houve diferença estatística (p=1,00). O modelo in situ influenciou negativamente os valores de RU nos grupos RC e CIVMR (p<0,001) no substrato hígido e na RC (p<0,001), CIVMR (p=0,001) e CIVAV p=0,020) no substrato cariado. Concluí-se que no modelo in vitro, seis meses em água destilada não foram suficientes para degradar a interface de união dos materiais avaliados e o modelo in situ é uma metodologia rápida que pode ser utilizada para avaliar a degradação da interface de união de materiais restauradores em dentina cariada de dentes decíduo. / Materials bond strength (BS) should be evaluated after degradation of the adhesive interface, simulating the intra-oral enviroment. This study assessed the degradation of the bonding interface of differents materials using in vitro and in situ models of aging in sound and caries - affected primary dentin. Ninety sound second primary molars without enamel defects were randomly assigned into two groups (sound and induced carious) according to the substrate to be tested. Then each group was subdivided according to the restorative material (n=15): composite resin associated with the adhesive system - CR, resin-modified glass ionomer cement - RMGIC or high-viscous glass ionomer cement- HVGIC. Dentin surface was prepared and with the aid of polyethylene tubes specimens of each restorative materials were prepared. Parts of a same tooth were subjected to in vitro and in situ models of aging. For in vitro model, the specimens were stored in distilled water at 37°C during 24 hours per 6 months; and for in situ model an intraoral palatal device was confectioned and used by volunteers in an experimental phase for 7 days. Specimens were submitted to microshear test (MPa) for BS evaluation and then stereomicroscopy (400X) analys of failure mode. Data were analyzed by repeated measures ANOVA for followed by Bonferroni test (? = 5%). In general, the storage for six months in distilled water degraded the RMGIC group in sound dentin (<0.001) and RC group in caries-affect dentin substrate (p = 0.007), for the others materials there was no statistical difference (p = 1.00). The in situ model, adversely, influenced the BS in RC and RMGIC groups (p <0.001) in sound substrate, and in RC (p <0.001), RMGIC (p = 0.001) and HVGIC (p = 0.020) in caries-affected dentin. We can concluded that in in vitro model, using six months distilled water, was not sufficient to degrade the bonded interface of the evaluated materials and in situ model is a faster method to evaluate degradation of the adhesion interface of restorative materials in cariesaffected dentin.

Os investimentos iniciais em moldes na indústria de pré-moldados de concreto de cimento Portland, em geral, são altos, havendo a necessidade de utilizá-los o mais intensivamente possível entre uma e outra moldagem. A conseqüência é que a desforma pode ocorrer em instantes inadequados, comprometendo a durabilidade do produto. Isto contraria o conceito fundamental da pré-moldagem que está relacionado ao rigoroso controle de qualidade do produto. A cura térmica é uma alternativa, pois é utilizada para acelerar a resistência mecânica inicial do concreto. Esse beneficio imediato é acompanhado por uma redução na resistência final comparativamente à cura normal em câmara úmida. Esta redução é atribuída ao desenvolvimento de uma microestrutura modificada. Para investigar esse fenômeno, com base nos conhecimentos em ciência e engenharia dos materiais, desenvolve-se um estudo experimental, aplicado a pré-moldados com pequena espessura. O objetivo principal é analisar tais modificações e os compostos hidratados, formados ao longo do tempo após a cura térmica, considerando os materiais empregados e estabelecendo relações com a perda de resistência final. Leva-se em conta a influência das adições e da duração dos ciclos térmicos. A análise da microestrutura está baseada nos seguintes ensaios: porosimetria por intrusão de mercúrio, microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria e difração de raio-X. Confirma-se com base nos resultados que a cura térmica favorece a maior formação de portlandita e também acelera a reação pozolânica. Para a composição entre cimento Portland, a escória de alto forno (30%) e a sílica ativa (10%), submetidas a ciclos térmicos longos (12 horas Tmax=61°C), observa-se a maior perda na resistência mecânica a longo prazo. Neste caso, há fortes indícios de que há formação de fases com menor desempenho mecânico. Através de micrografias, para essa amostra, sugere-se a formação da etringita secundária com maior prejuízo na interface pasta-agregado. As conclusões sugerem que para minimizar as interferências no processo de cura e garantir resistências mínimas nas desmoldagens rápidas, com poucas perdas a longo prazo, é interessante associar ciclos térmicos curtos, cimento de alta resistência inicial, sílica ativa e superplastificante. / The initial investments of molds in the industry which makes pre-cast of Portland cement concrete is usually very high, thus creating a necessity to maximize the utilization of each moldings. The consequence is that the forms can be removed at inadequate time, which compromise the durability of the product. This contradicts the fundamental concepts of the pre-castings, which is related to a severe quality control. Steam curing is an alternative treatment and is used to accelerate the initial mechanical resistance of the concrete. This immediate benefit is accompanied by the decrease on final resistance compared to normal curing in humid chamber. This reduction is attributed to the development of a modified microstructure. To investigate this phenomenon, based on knowleledge of materials science and engineering, an experimental study is developed which is applied in pre-cast wich small thichness. The main objective of this work is to analyze the microstructure modifications and the hydrated compounds formed, after a period of steam curing, taking in account the used materiaIs, also to establish a relations with the loss of final strength. The influence of additions and duration of steam cycles are considered. The analyses of microstructures are based on the following tests: mercury intrusion porosimetry, scanning electron microscope, thermogravimetry and X-ray diffraction. Based on the results it can be confirmed that steam curing favors a large formation of ponlandite and also accelerates pozzolanic reaction. For the composition of Portland cement, slag fumace blast (30%) and active silica (10%), submitted for long period of thermal cycles (12 hours, Tmax=61°C), a great loss strength was observed. In this case it is possible the formation of phases with poor mechanical performance. Through micrographs, for this sample, it is observed the formation of secondary ettringite with a large damage in the interface aggregate-paste. The conclusions suggest that to minimize the interference in the process of curing and to guarantee a minimum strength during the rapid separation of the concrete from the molds, with a minor loss in a long term, it is interesting to associate short steam cycles, high initial resistance cement, adive silica and superplasticizer.