Fosfogesso é um resíduo sólido poluente resultante da produção de ácido fosfórico, principal componente de fertilizantes fosfatados. Esse resíduo é gerado no mundo a uma taxa de 180 milhões de toneladas por ano, originando problemas sérios de armazenagem em vários países. As restrições de leis ambientais e o aumento do custo de espaço para a armazenagem do fosfogesso têm estimulado pesquisadores a encontrarem aplicações para este resíduo. Uma delas é a sua utilização como material de construção de bases rodoviárias. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a influência do tipo de cimento Portland na resistência e deformabilidade das misturas de fosfogesso e cimento, com vistas à sua utilização em construção rodoviária. O comportamento mecânico foi analisado através de ensaios de compressão simples de corpos de prova compostos de fosfogesso e cimento, variando-se o tipo de cimento (CP III 40, CP V ARI e CP II-E 32), o teor de cimento (5%, 10% e 15%), a energia de compactação (normal e modificada), a condição de ensaio dos corpos de prova (sem imersão e após imersão em água por 4 horas) e o período de cura (1, 3, 7, 28, 84 e 210 dias). Realizou-se também uma comparação entre os desempenhos das misturas de fosfogesso e cimento e de solo-cimento. Os resultados mostram que o tipo de cimento não tem efeito predominante no comportamento da mistura, se comparado com os efeitos das outras variáveis. Entretanto, observou-se que, a longo prazo, os cimentos CP II-E 32 e CP V ARI, com teores elevados de aluminato tricálcico (C3A) em sua composição, 5% e 7,5%, respectivamente, conduzem à diminuição de resistência e rigidez da mistura; ao contrário do cimento CP III 40, com baixo teor de C3A, 2,4%, que forneceu, até os 210 dias, o aumento das mesmas. Além disto, o aumento do teor de cimento, da energia de compactação e do tempo de cura conduz ao crescimento, e a imersão dos corpos de prova em água a uma queda, da resistência e rigidez das misturas. No estudo comparativo, as misturas de fosfogesso e cimento apresentam resistência e rigidez, respectivamente, da ordem de ¼ e ½ da resistência e rigidez das misturas de solo-cimento. Finalmente, conclui-se que as misturas de fosfogesso e cimento têm potencial para serem usadas em construção rodoviária. / Phosphogypsum is a pollutant solid by-product resulting from the production of phosphoric acid, a major constituent of phosphate fertilizers. The annual worldwide production of this by-product is approximately 180 millions tons a year, causing serious problems in several countries due to its disposal. Environmental pressures as well as increased land costs associated with stockpiling phosphogypsum have stimulated researchers to find applications for this material. One of them is its use as road base material. The main objective of this research is to evaluate the influence of Portland cement type on the strength and deformability of cement-stabilized phosphogypsum mixtures for use in road construction. Thus the mechanical behavior of the mixtures was analyzed through unconfined compression testing of specimens composed by phosphogypsum and cement, varying the cement type (CP III 40, CP V ARI and CP II-E 32), the cement content (5%, 10% and 15%), the compaction energy (standard and modified Proctor), the testing conditions (without immersion and after immersion in water) and the curing time (1, 3, 7, 28, 84 and 210 days). A comparative study of performance between cement-stabilized phosphogypsum and cement-soil mixtures was also carried out. The laboratory results indicated the cement type has no significant effect in the mechanical behavior of the mixtures, if compared with the effects of the other parameters. However, it was observed in long-term periods that thecement types CP II-E 32 and CP V ARI, with 5% and 7,5% tricalcium aluminate (C3A) contents in their chemical composition, respectively, lead to decreasing strength and stiffness of the mixture; unlike the cement type CP III 40, with lower C3A content, 2,4%, that leads to increasing strength and stiffness of the mixture up to 210 day. In addition, the strength and stiffness of the mixtures increase with increasing cement content, compaction energy and curing period before testing, but decrease with immersion test condition. In the comparative study, the cement-stabilized phosphogypsum mixtures has strength and stiffness of about ¼ e ½ of the strength and stiffness of the cement-soil mixtures, respectively. Finally, it was concluded that the cement-stabilized phosphogypsum mixtures have potential application for road construction.

O século 21 vem sendo caracterizado pela urbanização acelerada em países economicamente emergentes. O aumento das construções em áreas urbanas, quando mal planejado, ocasiona problemas estruturais e espaciais que afetam diretamente os cidadãos e seu entorno. Muitas pesquisas científicas propõem métodos para monitorar a qualidade dos materiais utilizados em obras de engenharia. As inspeções de qualidade mais aplicadas são feitas em materiais relacionados à estrutura, como o concreto. Todo o concreto utilizado em obra é obrigatoriamente submetido ao ensaio à compressão axial, que rompe os corpos-de-prova. Estes ensaios destrutivos não são realizados in loco e todo o material utilizado é descartado após análise. Neste sentido, o sensoriamento remoto pode ser utilizado no mapeamento e monitoramento de materiais de construção, permitindo investigar e identificar diversos componentes de forma não-destrutiva. Os materiais podem ser inspecionados diretamente no local da obra, de uma forma rápida, não-invasiva e de baixo custo, características imprescindíveis no processo contínuo da construção civil. Neste trabalho foi utilizado o equipamento espectrorradiômetro FieldSpec 3 para medir materiais cimentícios à base de cimento Portland (pasta de cimento, argamassa e concreto). Nas amostras de pasta de cimento e argamassa, analisou-se o comportamento espectral de quatro diferentes resistências mecânicas e nas amostras de concreto avaliou-se a diferença entre o comportamento espectral de concretos submetidos a carregamento precoce e concretos de referência. As curvas espectrais geradas pelo registro da radiação eletromagnética refletida e absorvida das amostras foram interpretadas com base na teoria de espectroscopia vibracional e eletrônica. Esta dissertação tem um caráter inovador e a técnica aplicada é extremamente promissora e praticável como um método alternativo. Na literatura não existem estudos que já fizeram esta investigação, nem trabalhos acadêmicos com o propósito de diferenciar resistências mecânicas a partir da análise e interpretação de assinaturas espectrais destes materiais. O objetivo deste trabalho é mostrar uma técnica auxiliar inédita para analisar corpos-de-prova sólidos, utilizando a espectroscopia no visível e infravermelho próximo. O resultado deste estudo constatou que as amostras de pasta e de argamassa apresentaram contraste espectral e detectou a presença e proporção de água nas amostras. Também identificaram-se diferenças entre o comportamento espectral dos concretos de referência e o dos pré-carregados, evidenciando-se a aplicabilidade desta ferramenta na identificação da microfissuração do concreto. Com auxílio da transformada de wavelet foi possível comprovar estatisticamente o contraste espectral e que a profundidade das feições de absorção da água é inversamente proporcional à resistência mecânica, para materiais cimentícios como a pasta e argamassa. A técnica apresentada foi considerada bastante promissora como ferramenta auxiliar na avaliação da qualidade de materiais cimentícios à base de cimento Portland. / The 21st century has been characterized by rapid urbanization in economically emerging countries. The increase of constructions in urban areas, when not planned correctly, causes structural and spatial problems that directly affect citizens and their surroundings. Many scientific researches propose methods to monitor the quality of materials used in engineering works. The quality inspections more applied are made in materials related to the structure, like concrete. All the concrete used in the side work must be submitted to axial compression test, which breakes the samples. These destructive tests are not done in loco and all the material used is discarded after analysis. This way, the remote sensing can be used for mapping and monitoring of construction materials, allowing to investigate and to identify many components in a non-destructive way. The materials can be inspected directly inside the side work, in a quick way, non-invasive and low cost, indispensable characteristics in the ongoing process of civil construction. In this work a piece of equipment FieldSpec 3 spectroradiometer was used to measure cement materials based on Portland cement (cement paste, mortar and concrete). In the cement paste and mortar samples was analyzed the spectral behavior of four different compressive strengths and in the concrete samples was analyzed the difference between the spectral behavior of concretes submitted to early loading and concretes of reference. The spectral curves produced by register of electromagnetic radiation reflected and absorbed of the samples were interpreted based on the theory vibrational and electronic spectroscopy. This dissertation is an innovation and the technique applied is extremely promising and feasible as an alternative method. In the literature there are no studies that have already done this research or academic papers with the purpose of differentiate compressive strengths from the analysis and interpretation of their spectral signatures. The objective of this work is to show an original technique to analyze solid samples using the spectroscopy in the visible and near infrared. The result of this study found that the samples of cement past and mortar showed spectral contrast and detected the presence and proportion of water in the samples. Besides it identified differences between the spectral behavior of early loading and concretes of reference, highlighting the applicability of this tool in the identification of the concrete microcracking. With the help of wavelet transform was possible to prove statistically the spectral contrast and that the depth of water absorption features is inversely proportional to the compressive strength, for cement materials such as paste and mortar. The technique presented was considered very promising as an assistant technique in quality appraisal of cement material based on Portland cement, may complement information obtained by conventional techniques.

O sucesso do tratamento endodôntico a longo prazo depende do preparo químico mecânico e também da obturação dos sistemas de canais radiculares, que tem como objetivo prover o preenchimento de forma tridimensional com um material inerte. Um cimento endodôntico ideal deve ser biocompatível, ter tempo de presa adequado, estabilidade dimensional, união à dentina, baixa solubilidade, fácil manuseio e ser radiopaco. Para estabelecer um padrão nas pesquisas de materiais odontológicos algumas especificações são determinadas pela ISO e ANSI/ADA, onde são determinados os testes a serem realizados para cada tipo de material a ser avaliado. O objetivo desse estudo foi avaliar as propriedades físico-químicas de um novo cimento à base de silicato de cálcio tendo como fonte de comparação um cimento à base de resina epóxi. Para a avaliação do pH e liberação de cálcio, tubos de polietileno de 1mm de diâmetro interno e 10 mm de comprimento foram preenchidos com os cimentos e imersos em 10 ml de água deionizada. Após os períodos experimentais de 1, 24, 72 e 168 horas as amostras foram avaliadas quanto ao pH e a liberação de cálcio em um medidor de pH e espectrofotômetro colorimétrico respectivamente. Na análise da radiopacidade, solubilidade e tempo de presa foram confeccionados anéis com 10mm de diâmetro e 1mm de espessura do cimento; o valor da radiopacidade foi determinado de acordo com a densidade radiográfica (mm Al). Para a solubilidade os espécimes foram imersos em 50ml de água destilada por 7 dias, onde foi aferida a massa inicial (antes da imersão) e a final (após a imersão e desumidificação). A avaliação do tempo de presa foi realizada com agulhas Gilmore de 100g e 456,3g. O escoamento foi realizado com base na ISO 6876:2001. Os dados foram analisados por análise de variância e teste de Tukey (P<0,05). Os resultados encontrados nesse estudo, para valores de pH e Ca- foram significativamente maiores para o cimento Biosealer quando comparados ao AH Plus (P<0,05). Nos testes de escoamento, radiopacidade e tempo de presa o cimento biocerâmico demonstrou valores inferiores ao AH Plus (P<0,05). O Biosealer demonstrou uma alta solubilidade comparativamente ao AH Plus (P<0,05). É lícito concluir que, o cimento Biosealer demonstrou boas propriedades físico-químicas tais como; pH, liberação de cálcio, escoamento, radiopacidade e tempo de presa. Essa nova formulação de cimento endodôntico apresentou uma maior solubilidade do que a prevista na ISO 6876:2012. / The success of long-term endodontic treatments depend on mechanical and chemical preparation, as well as on the root canal fillings, the purpose of which being providing filling in a three-dimensional fashion using inert material. The ideal endodontic cement must be biocompatible, have an appropriate setting time, dimensional stability, dentin bond strength, low solubility, be easy to manipulate and radiopaque. In order to set up a standard for research involving dental materials, some specifications are set forth by ISO and ANSI/ADA, in which the tests to be carried out for each material to be assessed are provided for. The goal of this study is to assess the physical and chemical properties of a new calcium silicate-based cement, to be compared with an epoxy resin-based cement. In order to assess calcium release and pH levels, polyethylene tubes with internal diameter of 1 mm and 10 mm in length have been filled with the cements and immersed in 10 ml of deionized water. After trial periods of 1, 24, 72 and 168 hours, the samples were assessed with regard to their calcium release and pH levels, using a colorimetric spectrophotometer and a pH mete, respectively. In order to assess radiopacity, solubility and setting time, rings with 10 mm in diameter and 1 mm in thickness were manufactured using the cements; the radiopacity levels were calculated in accordance with their radiographic density (mm Al). In order to assess solubility, the items were immersed in 50 ml of distilled water for seven days, with the initial mass (before immersion) and final mass (after immersion and dehumidification) being measured. The setting time assessment was carried out using Gilmore needles weighing 100 g and 456.3 g. Yield test was carried out based on ISO 6876:2001. The data obtained were analyzed through analysis of variance and Tukey test (P<0.05). The results found in this study with regard to pH e Ca- levels were significantly higher for the Biosealer cement, when compared with AH Plus (P<0.05). In the yield, radiopacity and setting time tests, the results for the bioceramic cement were lower when compared with AH Plus (P<0.05). The results for the Biosealer indicated higher solubility levels, when compared with AH Plus (P<0.05). It is conceivable to conclude that the Biosealer has shown good physical-chemical properties, such as pH, calcium release, yield, radiopacity and setting time. This new endodontic cement formulation has shown a higher solubility when compared with the level set forth in ISO 6876:2012.

Com o crescimento dos grandes centros urbanos e expansão da ação do homem sobre a natureza, muitos projetos de engenharia se tornam inviáveis devido a inexistência de solos que atendam as solicitações necessárias no local, elevados custos de transporte e excessivos danos ambientais. Uma das alternativas existentes é a melhoria das condições destes solos e entre as múltiplas técnicas para melhoramento encontram-se os solos artificialmente cimentados, os quais têm como uma de suas mais corriqueiras utilizações em campo a resistência a solicitações cíclicas, principalmente na construção de pavimentos, o reforço de áreas suscetíveis a sismos e a fundação de estruturas costeiras. Assim esta pesquisa estuda o comportamento cíclico de uma determinada areia artificialmente cimentada, aferindo sua resistência a compressão simples, módulo cisalhante, sucção e focando nos parâmetros módulo de resiliência e vida de fadiga e busca correlacioná-los com a razão porosidade/teor volumétrico de cimento. Para tanto, foi projetado e construído um equipamento para realização dos ensaios de fadiga e calibrado outro equipamento já existente para execução de ensaios de módulo de resiliência conforme a norma vigente. Em conjunto com os resultados dos ensaios, são apresentadas uma relação de previsão do módulo com base no modelo composto de estado de tensões e correlações satisfatórias dos parâmetros cíclicos obtidos com a razão porosidade/teor volumétrico de cimento, comprovando a possibilidade de seu uso na previsão do comportamento e dosagem deste solo-cimento. / With the growth of large urban centers and expansion of human activities, many engineering projects become infeasible due to the absence of soils that meet the necessary requests on site, high transportation costs and excessive environmental damage. One of the alternatives is to improve the conditions of these soils and, among multiple improvement techniques, the artificially cemented soil is highlighted. This practice has one of its most usual applications on the field to improve materials strength to cyclic loads, especially in pavement designs, reinforcement of areas susceptible to earthquakes and foundations of coastal structures. This research studies the cyclic behavior of a artificially cemented sand, checking its compressive strength, shear modulus, suction and focusing on the resilient modulus and fatigue life parameters. Additionally it seeks to correlate them with the porosity/volumetric cement content ratio. To this end it was designed and built a device for carrying out the fatigue tests and calibrated another existing equipment to run resilient modulus tests according to current standards. Along with the tests results, a modulus prediction relationship is shown based on the composite model of stress state and good correlations of cyclic parameters obtained with the porosity/volumetric content of cement ratio are observed proving the possibility of its use for predicting behavior and dosage of this soil-cement.

O presente estudo tem como objetivo principal desenvolver um compósito cimentício reforçado com fibras de arumã. O intuito é agregar valor a uma planta típica da região Amazônica, denominada arumã, pertencente à espécie do gênero Ischnosiphon arouma (aubl) Korn e originária da família Maranthaceae, de tal modo que possa ser obtido um Novo Material. Na primeira etapa do estudo foi realizada a caracterização da fibra vegetal de arumã e de todos os componentes da matriz cimentícia, a qual compreendeu ensaios químicos, físicos e mecânicos para a investigação e avaliação de suas propriedades. Na etapa seguinte, adotou-se o procedimento de trabalhar as características físicas e mecânicas das fibras junto à matriz cimentícia, compreendendo um estudo da modificação superficial da fibra por meio de tratamentos químicos à base de soluções de hidróxido de sódio ou utilizando processos com água quente e hornificação. Na terceira etapa, foram produzidas placas reforçadas com fibras sem e com tratamento, as quais, parte delas foram submetidas à cura por 28 dias e as restantes ao ensaio de envelhecimento acelerado. Os resultados obtidos na caracterização das fibras de arumã indicam o seu potencial uso como elemento de reforço para compósitos cimentícios. Por outro lado, os compósitos produzidos com telas de fibra de arumã sem e com tratamento (hornificação e alcalino), apresentaram comportamento pouco dúctil e com baixa resistência, como consequência da degradação das fibras na matriz cimentícia. Isso foi confirmado por meio de ensaios de envelhecimento acelerado com ciclos de molhagem e secagem. / This present study aims to develop a cementation composite reinforced with arumã fiber. The aim is to aggregate value to a typical plant of the Amazon region, called arumã, belonging to species of the genus Ischnosiphon arouma (Aubl) Korn and originally from Maranthaceae family, so that, it can be obtained a New Material. In the first stage of the study was performed the characterization the vegetable fiber arumã and all components of the cementicious matrix, which comprised chemical, physical and mechanical tests for research and evaluation of their properties. In the next stage, it was adopted the procedure of working the physical and mechanical characteristics of the fibers with the cementitious matrix comprising a study of the surface of the fiber modification by chemical treatments using sodium hydroxide solution or employing procedures with hot water and hornification. In the third step, the reinforced plates were produced without and with treatment, which, part of were subjected to cure for 28 days and the remaining subjected to the accelerated aging test. The results obtained in the characterization of arumã fibers indicate its potential use as a reinforcement element for cementicious composites. On the other hand, the composites produced with arumã fiber fabrics without and with a treatment (hornification and alkaline) showed slightly ductile behavior and low strength as a result of degradation of fibers in the cementitious matrix. This was confirmed through accelerated aging tests with wetting and drying cycles.

Avaliou-se in vitro a microinfiltração marginal em restaurações classe II, realizadas com o cimento de ionômero de vidro modificado por resina Vitremer, a resina composta "semicondensável" Ariston pHc e a resina composta "condensável" P-60, com o propósito de verificar a influência da ciclagem térmica para estes materiais, como também dois métodos de análise da penetração do corante. Para tanto, 60 pré-molares, receberam cavidades classe II proximais, com a parede cervical localizada 1mm abaixo da junção cemento-esmalte. Os espécimes foram divididos em 3 grupos de 20 dentes cada. O grupo I foi restaurado com Vitremer, o grupo II com Ariston pHc e o grupo III com P-60. Após a restauração, os espécimes foram acondicionados em recipientes plásticos com água deionizada por 24 horas a 37°C. Decorrido esse período as restaurações receberam acabamento e polimento. Enquanto metade de cada grupo sofreu processo de termociclagem com 500 ciclos nas temperaturas de 5°C e 55°C, em banhos de 15 segundos cada, a outra metade permaneceu acondicionada em recipientes plásticos com água deionizada a 37°C. Após o período de teste, todos os espécimes foram imersos em solução de fucsina básica a 0,5% por 24 horas a 37°C, sendo em seguida lavados abundantemente em água corrente durante 24 horas. Para análise da microinfiltração os dentes foram incluídos em resina plástica autopolimerizável e seccionados no sentido mesio-distal, sofrendo uma média de quatro cortes cada dente. Para cada corte, foram obtidas duas imagens para serem analisadas através de um software denominado Imagetools. Os resultados foram avaliados através do teste estatístico de Análise de Variância a dois critérios (2-way ANOVA) e o teste de Tukey para comparações múltiplas entre os materiais, em nível de significância de 5%. Os resultados demonstraram que todos os grupos testados apresentaram microinfiltração marginal, sendo que o cimento de ionômero de vidro modificado por resina Vitremer apresentou resultados sempre melhores, vindo a seguir a resina composta "condensável" P-60 e por último a resina composta "semicondensável" Ariston pHc. Não houve diferença estatisticamente significante no uso ou não da termociclagem para estes materiais. Quando avaliou-se os métodos de análise de penetração do corante, o método através da máxima infiltração parece ser o melhor para detectar a extensão da microinfiltração. / It was the purpose of this work to assess in vitro marginal microleakage in class II restorations, made with a glass ionomer cement modified through resin Vitremer, "semicondensable" composite resin Ariston pHc and "condensable" composite resin P-60, pretending to verify the influence of thermocycling upon these materials, as well as of the performance of two methods for dye penetration analysis. Thus, 60 premolars received proximal class II cavities, with cervical wall situated above cement/enamel junction. The specimens were divided in three groups with 20 teeth each. Group I was restored with Vitremer, Group II with Ariston pHc and Group III with P-60. Following restoration, specimens were stored in plastic containers with deionized water for 24 hours under 37ºC. After this time period restorations were finished and polished. While half the group suffered a thermocycling process with 500 cycles under temperatures of 5ºC and 55ºC, in baths of 15 seconds each, the other half remained stored in plastic containers with deionized water under 37ºC. After testing period, all specimens have been immersed into a 0.5% basic fuchsin solution for 24 hours under 37ºC, being next thoroughly washed in running water for 24 hours. For microleakage analysis, teeth were embedded in autopolimerizing plastic resin and sectioned in a mesiodistal sense, each tooth suffering a mean of four sections. For each section two images were obtained for the analysis through a software called Imagetools. Results have been examined through a Variance Analysis statistical test through two criteria (2-way ANOVA) and Tukey test for multiple comparisons between materials, at a 5% significance level. Results showed that all tested groups presented marginal microleakage, glass ionomer cement modified with resin Vitremer always presenting the best results, followed by "condensable" composite resin P-60 and coming last "semicondensable" composite resin Ariston pHc. There was no statiscally significant difference between the use and non-use of thermocycling for these materials. When methods for dye penetration analyses were assessed the method of maximum leakage seems to be the best one for detecting microleakage extension.

O aproveitamento de fibras de origem vegetal, como reforço de matrizes inorgânicas frágeis à base de cimento, é uma alternativa que tem despertado interesse ao redor do mundo pelas suas vantagens a nível econômico, social e ambiental. Porém, seu uso apresenta limitações em relação à baixa durabilidade apresentada por este material de reforço nos compósitos, refletida na perda de resistência das fibras celulósicas degradadas pelo ambiente alcalino da matriz e na instabilidade dimensional-volumétrica. Como alternativa para esse problema, pesquisas têm mostrado que é possível implementar mecanismos que modifiquem certas propriedades das fibras celulósicas antes de serem incorporadas como reforço na matriz cimentícia. Dentro desse contexto, este estudo aplicou e avaliou o efeito do tratamento de hornificação, que consta de quatro ciclos de secagem e umedecimento, sobre polpas celulósicas de eucalipto e pinus branqueadas e não branqueadas, como processo para otimizar as suas características e permitir uma maior durabilidade e desempenho dos compósitos de cimento reforçado. Foram determinadas e analisadas as características químicas, físico-mecânicas, morfológicas e microestruturais das polpas antes e após o processo de hornificação. Posteriormente, em uma segunda etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios reforçados com polpas tratadas e não tratadas e realizada a avaliação de suas propriedades termo-físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade após cura térmica e 200 ciclos de envelhecimento acelerado. Os resultados indicam que o tratamento de hornificação nas fibras provocou a redução dos teores de retenção de água, não gerou diminuição significativa na viscosidade ou índice de cristalinidade e foram observadas mudanças morfológicas em relação ao colapso da fibra e maior rugosidade da sua superfície. Em relação ao desempenho das propriedades físicas dos compósitos com cura térmica ou após envelhecimento acelerado não foi identificada influência significativa das fibras de reforço tratadas, quando comparadas com não tratadas. Considerando as propriedades mecânicas, foram observadas melhorias na energia especifica de compósitos submetidos à cura térmica com fibras tratadas, destacando-se as polpas de eucalipto não branqueado tratadas como a fibra de reforço, com os melhores valores de energia especifica e módulo de ruptura. Após o ensaio de envelhecimento acelerado foi observado uma queda nas propriedades mecânicas de interesse dos compósitos para todos os tipos de fibras tratadas e não tratadas, indicando uma deterioração das polpas e perda da capacidade de reforço ao longo do tempo. Os resultados de condutividade térmica indicam que o fibrocimento com fibras hornificadas apresenta um desempenho térmico que favorece sua aplicação em coberturas de instalações zootécnicas. / The use of vegetable fibers as reinforcement of cement based inorganic matrices, is an alternative that has attracted attention around the world for its economic, social and environmental benefits. However, their use has limitations with respect to low-term reinforcement capacity in composites, reflected in the strength loss of cellulosic fibers which are degraded by the alkaline environment of the matrix and the volumetric-dimensional instability. As an alternative to this problem, several researches have showed that it is possible to implement mechanisms that modify certain properties of cellulosic fibers before their incorporation as cement matrix reinforcement. In this context, this study applied and evaluated the effect of the treatment of hornification, which consists of four drying and wetting cycles on bleached and unbleached eucalyptus and pine pulps, as a process to optimize their characteristics and allow a greater durability and performance of the reinforced cement composites. Chemical, physical-mechanical, morphological and microstructural characteristics of the pulp were determined and analyzed before and after hornification process. Later, in a second stage, cement composites reinforced with treated and untreated pulp were produced and the evaluation of its thermo-physical and mechanical properties, microstructural and durability after thermal curing and 200 cycles of accelerate aging ware assessed. The results indicate that the treatment of hornification on the fibers induced reduction of water retention values, did not cause significant decrease in viscosity or crystallinity index and morphological changes were observed regarding to the collapse of the fiber and its surface roughness increased. In relation to the physical properties of the composites with thermal curing or after accelerated aging not significant influence of treated reinforcing fibers was identified, when compared with untreated. Considering the mechanical properties improvements in specific energy was observed determined for composites subjected to thermal curing with treated fibers, highlighting the treated unbleached eucalyptus as reinforcing fiber, with the best specific energy and modulus of rupture values. After the accelerated aging a decrease in the mechanical properties of the composites was observed for all types of treated and untreated fibers indicating a deterioration of pulp and a loss of its capacity of reinforcement over time. The results of thermal conductivity indicated that the fibercements with hornificated fibers have a thermal performance that would favor its application in livestock roofing facilities.

ABSTRACT ANALYSIS OF STABILIZED ADOBE IN RURAL EAST AFRICA Grace Ying Yu Chen This project seeks to assist people in rural East Africa by proposing sustainable building methods which implement affordable and durable adobe bricks for construction. Adobe, one of the oldest sustainable building materials in the world, is strong when dry but lacks structural integrity when exposed to moisture. Chemical additives such as cement and lime are added into the adobe mix to protect the brick against moisture decomposition. Once the chemicals are added and the mix is formed into a brick, a stabilized adobe brick is formed. Cement, a stabilizer, is locally available in East Africa, but is generally unaffordable for families in rural areas. Lime is also locally available and costs about half the price of cement. This project investigates reducing the amount of cement to produce an economical and stabilized brick. The tested brick mixes, measured by volume, were • 10% cement • 5% cement • 5% cement+5% lime • 7% lime with sand • 7% lime with clay only • 10% lime with sand After testing these bricks by water jet, submersion, modulus of rupture, and compression, the 5% cement+5% lime mix and the 7% lime with clay mix proved to be viable options for economical and durable bricks. The second half of this project contains summaries of research related to stabilized adobe and other soil building methods. A literature search shows that lime mixed with soil containing small particles rich in calcium carbonate and quartz produces proper cementation in the mix called carbonation.

As the most important materials in civil engineering, bituminous and cementitious materials have been used widely in pavements and constructions for many years. Accurate determination of adhesion is important to the bonding properties of bituminous and cementitious materials. In this work, we presented a novel approach to measure the adhesion between binders and aggregate mineral particles at microscopic scale. Particle probe scanning force microscopes (SFM) were used to study the adhesion between mineral microspheres representing the primary aggregate constituents (Al2O3, SiO2 and CaCO3) and various control (PG 64-22 and PG 58-22) and modified binders. Results showed that these modified SFM probes could effectively measure the adhesion between binders and aggregate minerals. Consistent adhesion measurements were obtained between different asphalt binders and aggregate mineral particles. Statistical analyses were performed to evaluate effects of different factors on the aggregate-modified binder adhesion, including aggregate constituents, binder types, modifier types and cantilever properties. Due to the stronger polarity of alumina particles, stronger interactions occur within alumina-binder pairs than within silica- and calcium carbonate-binder pairs. Meanwhile, morphologies of different modified binders clearly demonstrated microstructural variations in these binders. The adhesion between steel and different cement hydrated products was measured using particle probe SFM. Adhesive forces are collected between steel microspheres and new (four-week old) and old (six-month old) cement in air and saturated lime water. Mixed Gaussian models were applied to predict phase distributions in the cement paste, i.e., low density C-S-H, high density C-S-H, CH, other hydrated products and the unreacted components. For new cement in saturated lime water, adhesive forces between steel and low density C-S-H, high density C-S-H and other hydrated products are intermediate among all groups selected. The adhesive forces between steel and calcium hydroxide are smallest, whereas the adhesive forces between steel and the unreacted phases are largest. For the six-month old cement, the interweaving of calcium carbonate crystals and C-S-H during the carbonation produces greater adhesive forces to steel, consistent with the adhesive forces between steel and the control calcium carbonate specimen. CH turned into calcium carbonate by reacting with carbon dioxide in air. An increase in adhesive forces was found between steel and calcium carbonate in the old cement than those between steel and CH in the new cement. Particle probe SFM is able to measure the adhesion in bimaterials. For bituminous materials, this methodology provides opportunities to evaluate the effects of different processing methods and to generate quantitative information for the development of multi- scale asphalt mixture cracking models. For cementitious materials, these studies opened new avenues to study the interactions between steel and cement at microscale under a variety of environmental conditions and can be formulated as crack initiation and propagation criteria incorporated in multiscale models for reinforced concrete structures.

Esta investigación, estudia el efecto que produce el cemento, cal, geomalla y principalmente la ceniza de madera como componente mejorador de un suelo arcilloso, con el fin de evaluar las deformaciones verticales en la subrasante de un pavimento convencional a los 7 y 21 días de cura. La ceniza de madera es un residuo que proviene de la quema de materiales orgánicos en los hornos de las ladrilleras artesanales presentes en todo el Perú, los cuales el carbón, aserrín y madera, son los más utilizados. La disposición de éste material, genera problemas ambientales. Se realizaron ensayos de laboratorio para caracterizar la ceniza de madera, la mezcla de arcilla-ceniza, la mezcla arcilla-cemento, arcilla-cal y el refuerzo con la geomalla para luego modelarlo con la ayuda de la herramienta computacional Plaxis 8.2, software de elementos finitos, y obtener las deformaciones verticales. Se comprueba que con la geomalla biaxial se obtuvieron las menores deformaciones seguido por la mezcla arcilla-cemento. Con respecto a la arcilla-ceniza (21 días) se obtuvo un comportamiento similar a la mezcla de arcilla-cal (7días) siendo este resultado muy significativo ya que la ceniza al ser un material residuo de las ladrilleras puede llegar a un comportamiento mecánico tan igual como la cal. / This research studies the effect produced by cement, lime, geogrid and mainly wood ash as an improving component of a clayey soil, in order to evaluate the vertical deformations in the subgrade of a conventional pavement at 7 and 21 days after cure. Wood ash is a residue that comes from the burning of organic materials in the kilns of artisanal brickmakers present throughout Peru, which coal, sawdust and wood, are the most used. The disposition of this material generates environmental problems. Laboratory tests were carried out to characterize the wood ash, the clay-ash mixture, the clay-cement mixture, the clay-lime and the reinforcement with the geogrid, and then model it with the help of the computer tool Plaxis 8.2, elements software finite, and get the vertical deformations. It is verified that with the biaxial geogrid the smallest deformations were obtained followed by the clay-cement mixture. With respect to ash-clay (21 days) a behavior similar to the clay-lime mixture (7 days) was obtained, this result being very significant since the ash being a material residue of the brickworks can reach such a mechanical behavior just like lime. / Tesis