O emprego de resíduos da indústria como materiais alternativos na Engenharia vem sendo tópico recorrente em pesquisas de desenvolvimento de novos materiais, devido a uma maior consciência da opinião pública quanto ao impacto ambiental oriundo da produção industrial. Buscando colaborar com esta discussão, esta pesquisa procurou inserir dois resíduos (cinza volante e cal de carbureto), gerados na região metropolitana de Porto Alegre, como alternativa de solução em Engenharia. Analisando-se a microestrutura da cinza volante, observa-se que ela é formada por esferas ocas e plerosferas (esferas ocas preenchidas por esferas menores). Foi estudado o ganho de resistência da mistura promovido pela moagem da cinza volante em um moinho de bolas cerâmicas, visando uma potencialização da reatividade do material. A fim de possibilitar a utilização destes resíduos, é necessário um estudo do seu comportamento mecânico decorrente da cimentação proporcionada pela mistura e compactação destes materiais. A presente pesquisa busca fornecer subsídios para que seja possível determinar o seu comportamento, através do uso da relação porosidade (η)/teor volumétrico de cal (LV) obtidas a partir da identificação e quantificação das variáveis mais importantes no controle da resistência da mistura dos dois resíduos, com e sem o processo de moagem da cinza, levando a formulação de equações para previsão da resistência à compressão simples do material cimentado para cinza volante com diferentes tempos de moagem e cura acelerada. Para isso, foram realizados ensaios de compressão simples em corpos de prova com 5, 10 e 15% de cal, com peso específico aparente seco de 11, 12 e 13 kN/m3, curados por 7 dias, com umidade de 18% para os tempos de moagem 0, 2 e 6h nas temperaturas 23 e 40°C, e 0 e 6h a 60°C. Os resultados apontam que o aumento do teor de cal gerou ganhos de resistência para as maiores temperaturas de cura; a diminuição da porosidade proporcionou um ganho de resistência para todas as combinações; o aumento da temperatura foi importante no ganho de resistência entre 23oC e 40oC; a moagem da cinza por 2h promoveu ganhos significativos de resistência em relação à não moída, porém, para 6h de moagem os ganhos não foram significativos para as temperaturas de cura de 23oC e 60oC. A relação η/LV, ajustada por um expoente [η/(Lv)0,07], mostrou-se adequada na formulação de equações na previsão da resistência do material cimentado para todas as temperaturas e tempos de moagem estudados. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples em função da porosidade, teor volumétrico de cal, temperatura de cura e tempo de moagem, mostraram-se úteis para formulações de dosagem. Os resultados foram submetidos à análise de variância que comprovou que todos os fatores controláveis escolhidos para o experimento são significativos, assim como todas suas interações. / The use of industry by-products as alternative materials in Engineering has been a recurring topic of research in development of new materials, mainly, due to a larger public conscience regarding the environmental impact of industrial production of waste. Aiming to contribute on this discussion, this research sought to introduce two by-products (fly ash and carbide lime), produced on the metropolitan area of Porto Alegre, as an alternative Engineering solution. Analyzing the microstructure of the fly ash, it is observed that it is composed by void spheres and plerospheres (void spheres filed with smaller ones). Having that in mind, it was studied the admix strength gain promoted by the grinding of de fly ash on a ceramic ball mill, aiming an enhancement of the reactivity of the material. In order to enable the use of these byproducts, it is necessary the study of its mechanical behavior due to the cementation provided by the mixture and compaction of these materials. The current research seeks to provide subsides in order to determine its behavior, through the use of the ratio porosity (η)/ volumetric lime content (LV), obtained from the identification and quantification of the most important variables on the control of the strength of the admixes of both by-products, with or without the process of fly ash grinding. This means, the formulation of equations for the simple compressive strength forecast of the cemented material for the fly ash with different grinding times and accelerated curing temperature. In order to do so, it were realized simple compression tests with 5, 10 and 15% of lime, with a specific dry unit weight of 11, 12 and 13 kN/m3, cured for 7 days, with water content of 18% for the grinding times of 0, 2 and 6h to the curing temperatures of 23 and 40oC, and 0 and 6h to 60oC. The results show that, the increase of lime content provided strength gains for the higher temperatures; the decrease of porosity generated strength gain to all the combinations; the increase in curing temperature was important on the strength gain between 23oC and 40oC; the grinding of fly ash for 2h promoted significant strength gains when compared to the not ground samples, however, for 6h of grinding the strength gain wasn’t significant for the 23oC and 60oC curing temperatures. The η/LV ratio, adjusted by an exponent [η/(LV)0,07], presented itself adequate for the formulation of the equations for the forecast of the strength gain of the cemented material to all the studied temperatures and grinding times. Besides that, the existence of unique and distinct relationships on the control of the simple compression strength depending on the porosity, volumetric lime content, curing temperature and grinding time, have been shown useful for the dosage formulation. The results were submitted to variance analysis, which demonstrated that all the factors chosen on the experiment were significant, as all their interactions.

O cimento Portland, em seus diferentes tipos e classes, é o principal constituinte dos concretos e das argamassas, e é aplicado em todas as tipologias de obras de construção civil. Caso as propriedades do mesmo sofram variações, em função de diversos fatores, esta variabilidade influenciará nas propriedades do concreto, pelo fato do cimento Portland ser seu principal constituinte. Neste sentido, o presente trabalho visa analisar a variabilidade de diferentes tipos e marcas de cimentos produzidos no Brasil através do cálculo da média, do coeficiente de variação, da resistência característica à compressão, bem como determinar os coeficientes de crescimento de resistência à compressão entre as idades preconizadas, conforme as especificações normativas de cada cimento. Os dados para o estudo pertencem ao registro de ensaios efetuados pelo Laboratório de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul, compreendidos entre o período de 1992 a 2012. Este banco de dados permitiu a realização das análises considerando duas faixas de tempo relacionadas a dois distintos momentos da economia brasileira, entre 1992 a 2003, referente ao pequeno crescimento do país e da indústria cimenteira, e entre 2004 a 2012, relacionado à retomada do crescimento do Brasil e consequente aumento do consumo de cimento. Da mesma forma, foi possível, separar os fabricantes de cimento que possuem o selo de qualidade segundo os padrões da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) – “Com Selo” – dos que não possuem – “Sem Selo”. Dentre as principais conclusões, pode-se ressaltar que quando analisado de forma geral, por tipo de cimento, os índices de consistência médios variam de 165mm para o CP I S a 186 mm para o CP V ARI RS, com coeficientes de variação entre 7,77% para o CP II Z 32 a 13,70% para o CP IV 32 RS; as superfícies específicas Blaine médias variam de 3480 cm²/g para o CP I S a 5170 cm²/g para o CP V ARI RS, com coeficientes de variação entre 6,21% para o CP I S 32 a 12,2% para o CP IV 32 RS; as resistências mínimas especificadas em norma foram respeitadas para todas as idades, tomando as resistências médias à compressão; em contraposição, somente os cimentos CP II Z 32 e CP II Z 32 RS atingiram as resistências características à compressão mínimas em relação à norma para todas as idades. / The Portland cement, in its different types and classes, is the main component of concrete and mortar and is applied in all types of civil construction works. If its properties suffer changes, depending on various factors, this variability will influence the properties of the concrete, because the Portland cement being its main constituent. Accordingly, this study aims to analyze the variability of different types and marks of cement produced in Brazil by calculating the mean, coefficient of variation, characteristic compression strength, and determining the coefficients of the development of compressive strength among the recommended ages, according to the normative specifications of each cement. The database for the study belong to the record of tests conducted by the Laboratory for Civil Construction Materials of Foundation of Science and Technology of Rio Grande do Sul state , ranging from the period 1992-2012. This database allowed the analyzes considering two time slots related to two distinct moments of the Brazilian economy, between 1992 and 2003, concerning the small development of the country and cement industry, and between 2004 and 2012, related to the resumption of development in Brazil and consequently an increase in cement consumption. Similarly, was possible to separate the cement manufacturers who have the seal of quality standards in the ABCP (Brazilian Association of Cement Portland) – “With Seal” - of those without the seal – “Without Seal”. Among the main conclusions, can be noted that when analyzed in general, by type of cement, the rate of medium consistency ranging from 165mm to 186mm for the CP I S to CP V ARI RS, with coefficients of variation ranging from 7.77% to 13.70% for the CP II Z 32 to CP IV 32 RS; averages Blaine specific areas ranging from 3480cm²/g to 5170cm²/g for the CP I S to CP V ARI RS, with coefficients of variation ranging from 6.21% to 12.2% for the CP I S 32 to CP IV 32 RS; the minimum resistance specified in the standard have been respected for all ages, taking the average compressive strength; in contrast, only CP II Z 32 and CP II Z 32 RS cements reached the resistance characteristics to the minimum compression relative to the standard for all ages.

Crescem de forma bastante acelerada as discussões sobre o fato dos concretos fornecidos nas obras brasileiras não estarem atingindo a resistência à compressão especificada nos projetos estruturais, os ditos concretos não conformes. Neste contexto, analisar de forma detalhada os fatores e processos que levam a não conformidade no atendimento aos parâmetros especificados em projeto surge como uma importante questão no âmbito da construção civil do país. Neste trabalho são discutidos os procedimentos adotados na avaliação da qualidade do concreto produzido e aplicado nas obras brasileiras. Também são analisados os fatores que interferem nos resultados da resistência à compressão do concreto, bem como são avaliadas as repercussões proporcionadas por estes no controle tecnológico do material. A influência dos casos de não conformidade no atendimento da resistência à compressão do concreto especificada em projeto no nível de segurança estrutural também é avaliada através do valor do índice de confiabilidade (B). A confiabilidade foi avaliada para o caso de pilares dimensionados de acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), uma vez que do ponto de vista do risco estrutural e importância de fc, estes são os elementos mais suscetíveis a problemas. A simulação do comportamento dos pilares e consequente determinação da carga de ruptura foram realizadas através de um modelo numérico baseado no Método dos Elementos Finitos, tendo sido consideradas as não linearidades física e geométrica. O método de Monte Carlo e o método FORM foram adotados para a determinação de . O modelo computacional utilizado foi apresentado e sua validação realizada de forma satisfatória através da comparação com resultados experimentais determinados por diversos pesquisadores. Além da resistência à compressão do concreto, inúmeras outras variáveis envolvidas no comportamento estrutural dos pilares foram avaliadas, seguindo modelos propostos por outros autores e através de resultados obtidos ao longo do trabalho. Os resultados mostram que, nos casos de verificação de não conformidades do concreto entregue, inúmeros fatores devem ser observados na busca de uma avaliação segura do real nível de comprometimento da segurança estrutural; sob o ponto de vista de evitar desnecessários conflitos entre as partes envolvidas ou, no caso contrário, gerar falsa sensação de segurança. / The discussion about the fact that the concrete provided by concrete companies for the Brazilian work sites is not reaching the compressive strength specified in the structural design is growing rapidly. These are the so-called non-compliant concretes. In this context, a detailed analysis of the factors and processes that lead to non-compliance emerges as an important issue in the Brazilian construction industry. This thesis discusses the procedures used in the quality control of concrete produced and used in Brazilian work sites. The factors that influence the results of the compressive strength test of concrete, as well as their repercussion on the material quality control were also analyzed. The influence of non-compliance on the compressive strength specified in the design on the structural safety level was evaluated through the reliability index (B).The reliability of columns designed according to NBR-6118 (ABNT, 2014) was assessed. These elements are the most susceptible to problems from the point of view of concrete non-compliance. A numerical model based on the Finite Element Method was used to carry out the simulation of columns behavior and the consequent determination of their load capacity. In this method, the material and geometric non-linearities are considered. The Monte Carlo method and the FORM method were adopted for the determination of the reliability index (B). The computer model used was presented and validated by comparison with experimental results obtained by different researchers. Besides the compressive strength of concrete, numerous other variables involved in the structural behavior of colunms were evaluated, such as load eccentricity, reinforcement ratio, live to dead load ratio and column slenderness. The results show that, in cases of concrete non-compliance, numerous factors must be observed in the search for a reliable estimation of the actual impact to the structure safety level. This is important from the point of view of avoiding unnecessary conflicts between the parties and, on the other hand, generating false sense of security.

O melhoramento de solos com cimento Portland para utilização em camadas de base de fundações rasas, liners de proteção ambiental ou proteção contra erosão em barragens de terra entre outros mostra grandes vantagens econômicas, evitando a necessidade de substituição do solo natural bem como, a necessidade de uma área de despejo. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a relação entre resistência à tração e a compressão de um solo fino (caulim) artificialmente cimentado bem como, quantificar a influência da porosidade, teor de cimento e teor de umidade na resistência à tração das misturas caulim-cimento. Um programa experimental foi delineado com esse objetivo. Dentro da faixa de valores estudados, os resultados mostram que o teor de umidade (w) tem uma influência linear sobre a resistência à tração (qt), ou seja, quanto maior o teor de umidade maior a resistência à tração da mistura estudada. Por fim, a relação vazios/cimento (h/Civ) demonstrou ser válida no dimensionamento de misturas caulim-cimento à tração. A relação resistência à tração/resistência à compressão (qt/qu) não é única para o solo estudado. qt/qu varia em função do teor de umidade de modo não-linear. / The addition of Portland cement to soil in order to base layers for shallow foundations, liners for environmental protection or protection against erosion in earth damns has shown great economic advantages, avoiding the need of soil substitution as well as waste area. This research aim to quantify the relation between tensile and compressive strength for fine grained, artificially cemented soils as well as, quantify the influence of porosity, water content and cement content on tensile strength of kaolin-cement mixtures. An experimental program was designed with this objective. For the range of values studied, results show that water content (w) affects linearly tensile strength (qt) of specimens, bigger the water content bigger the tensile strength of the mixture studied. Besides that, the relation porosity/cement content (h/Civ) has demonstrated to be valid for designing kaolin-cement mixtures under tensile strength. The relation between tensile and compressive strength (qt/qu) is not unique for the soil studied. qt/qu seems to be a function of water content in a non-linear function.

Main concerns in the building industry includes the development of alternative building materials that reduces the amount of energy spent during manufacturing process and easier to work with. Wood-crete is a composite material developed in this study, made up of wood waste (sawdust), paper, tradical lime and water. Wood-crete is developed to provide an alternative material in construction solving problems associated with the delivery of low-cost housing across all income earners, reducing the amount of energy spent during manufacturing process of construction materials and the ease with which these construction materials are developed and solve issues related to waste management. This thesis presents the processing technologies, factors which affect the performance and properties of wood-crete. Wood-crete properties were found to be closely related to the composition of the constituent elements though compressive strength and modulus of elasticity were low when compared to other building materials like concrete and steel. In a bid to improve the strength of the developed wood-crete, the properties were investigated based on the modification of sawdust by hot water boiling and alkaline treatments which help to modify cellulose fibre surface to reduce the hydrophilic nature of sawdust thereby improving the sawdust-matrix bonding. It was found that the surface modification, processing of cellulosic fibril and the extraction of lignin and hemi-cellulosic compounds with alkali had an effect on the compressive strength of wood-crete, with treating sawdust with 4% NaOH at 140mins of boiling time achieving the highest compressive strength and boiling sawdust from 100mins to 140mins had a gradual increase in compressive strength but reduced at higher boiling time. Furthermore, treating sawdust with NaOH more than 4% weakened the individual wood particles thus leading to poor strength of wood-crete. Additionally, the properties of wood-crete were investigated based on the type of wood sawdust – hardwood (beech and oak) and softwood (pine and cedar). Apart from individual wood density having a significant effect on the density of wood-crete, other factors such as lignin, cellulose, hemicellulose contents including fibre length of individual wood species affect the strength properties of wood-crete. The compressive strength of wood-crete was closely related to the wood species, with highest compressive strength of 3.93MPa recorded for hardwood wood-crete compared to 1.37MPa and 0.26MPa of wood-crete from softwood and mixed wood respectively. Results from thermal conductivity tests on wood-crete also show that wood-crete blocks can be produced with good insulating properties for building construction. Addition of different types of paper fibres to reduce the density of wood-crete and improve the insulating properties of composite developed also had a dominant influence on both strength and thermal conductivity, reflecting its effect on the structure of composite and contribution of self strength of paper fibres. The addition of various percentages of waste paper (de-fibred) had a significant influence on the thermal conductivity of wood-crete with 75% addition of waste paper achieving a thermal conductivity value of 0.046W/mK performed with the TCi thermal conductivity analyser. Thermal conductivity results for wood-crete made from hardwood and softwood sawdust was closely related to the chemical composition of various wood species, with softwood wood-crete having about 20% lower thermal conductivity compared to hardwood wood-crete. The developed wood-crete was able to withstand impact load and considered, like hempcrete, most suitable for wall panelling or other non- and semi-structural applications with good thermal insulating properties. Findings of this study provides an alternative new material for the construction industry and an important background for achieving better strength of wood-crete, choosing what type of sawdust to be used for development of wood-crete and for directing a better use of this potential material with very small embodied energy and carbon negative.

Orientador: Denise Pedrini / Coorientador: Alberto Carlos Botazzo Delbem / Banca: Marcelle Danelon / Banca: Adelisa Rodolfo Ferreira Tiveron / Resumo: O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da incorporação do glicerofosfato de cálcio (CaGP) ao cimento de ionômero de vidro (CIV) nas propriedades físicomecânicas e na desmineralização do esmalte. Foram confeccionados corpos-de-prova (n=56) para cada grupo experimental: CIV sem CaGP (CIV), CIV com CaGP 1, 3 e 9%. Seis corpos-de-prova foram utilizados na determinação da liberação de fluoreto (F), cálcio (Ca) e fósforo (P) em soluções de desmineralização e remineralização durante 15 dias. As propriedades físico-mecânicas avaliadas 24 horas e 7 dias após a confecção foram: resistência à compressão (n=12), resistência à tração diametral (n=12), dureza de superfície do material (n=6) e grau de conversão de monômeros (n=8). Para o estudo da desmineralização do esmalte, corpos-de-prova (n=12) foram adaptados a blocos de esmalte selecionados pelo teste de dureza de superfície inicial (DS1) e submetidos às ciclagens de pH. A seguir, foi analisada a dureza de superfície final (DS2) e a concentração de F, Ca e P no esmalte. Os dados foram submetidos a análise de variância seguida pelo teste de Student-Newman-Keuls (p<0,05). A adição de CaGP levou a maior média de liberação de F, Ca e P pelos materiais quando comparado ao CIV (p<0,001). As propriedades mecânicas (tração, compressão e dureza) com a adição de 1% e 3% CaGP apresentaram dentro da variação dos cimentos ionoméricos. O grau de conversão não diferiu entre os grupos nos tempos,... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract : The aim of this study was to evaluate the effect of addition of calcium glycerophosphate glass ionomer cement (GIC) on the physico - mechanical properties and demineralization of the enamel. Specimens (n= 56 ) were fabricated from each ex perimental group : GIC without CaGP (GIC), GIC with 1, 3 and 9% CaGP. To determine the release of fluoride (F), calcium (Ca) and phosphorus (P) w ere used six specimens immersed into a demineralization and remineralization solution s during 15 days. The physico - mechanical properties evaluated 24 hours and 7 days after fabrication were: compressive strength (n=12), diametral tensile strength (n=12), surface hardness of material (n=6) and the degree of conversion of monomers (n= 8 ). For the study of enamel d emineralization, specimens (n=12) were attached to enamel blocks selected by the initial surface hardness test (SH 1 ) and submitted to the pH - cycling. Following, final surface hardness (SH 2 ) and the concentration of F, Ca and P in enamel were determined . Data were subjected to analysis of variance followed by Student - Newman - Keuls te st (p <0.05 ). The addition of Ca GP led to higher mean release of F, Ca and P by materials compared to the GIC (p <0.001). The mechanical properties ( diametral tensile, compressi ve strength and hardness) were within the range of the ionomer ic cements after addition of 1% and 3% Ca GP. The degree of conversion was not different between gr oups at 24 hours and 7 days (p> 0.43 9). The addition of 3% and 9% Ca GP reduced mineral loss and increased F, Ca and P in the enamel whe n compared to the GIC...(Complete abstract electronic access below) / Mestre

A norma brasileira NBR 7212 (ABNT, 1984), para execução de concreto dosado em central, estipula o tempo máximo para que o concreto seja descarregado (aplicado) completamente em 150 minutos. O tempo para utilização do concreto está vinculado às reações de hidratação do cimento e à perda de abatimento que ocorre com o concreto fresco, um fenômeno normal definido como sendo a perda de fluidez com o passar do tempo. Essa propriedade do concreto é particularmente importante no caso de concreto dosado em centrais, pelo fato do primeiro contato da água com o cimento ser na central enquanto que o lançamento/adensamento ocorrerá alguns minutos ou horas depois, quando o caminhão betoneira chegar ao canteiro de obras. Na prática, muitas vezes, ocorrem situações onde caminhões ficam carregados com concreto por 4 ou 5 horas, em função de atrasos no transporte ou na descarga, caracterizando um tempo bem acima do limite especificado pela norma. A dúvida de utilizar ou não o concreto nessas condições existe, pois não há conhecimento consolidado quanto às suas propriedades finais quando empregado com tempo de mistura que já tenham excedido o limite máximo especificado por norma. O objetivo desta pesquisa é investigar o comportamento de concretos do ponto de vista da resistência à compressão e absorção de água, quando utilizados com tempo de mistura de até 6 horas. Os concretos foram produzidos com dois tipos de cimento, CPIV e CPII, e o abatimento foi mantido ao longo das 6 horas em mistura com a incorporação de aditivo superplastificante à base policarboxilato. Nesse estudo adotaram-se três relações a/c e a produção dos concretos foi realizada em laboratório e em condição real numa central dosadora de concreto. As propriedades estudadas, resistência à compressão e absorção de água, foram analisadas aos 28 dias para vários tempos de mistura. O estudo mostrou que o tempo para utilização do concreto pode ser estendido acima do tempo especificado pela norma, sem que haja perda de sua resistência à compressão e alterações na absorção de água ao longo do tempo. / The Brazilian standard NBR 7212 (ABNT, 1984), for execution of ready-mixed concrete, specifies the maximum time for concrete to be discharged (used) completely in 150 minutes. The usage time of the concrete is due to reactions of the cement hydration and slump loss that occurs with fresh concrete, a normal phenomenon defined as the loss of fluidity along the time. This property of concrete is particularly important in the case of ready-mixed concrete plants, because the first contact of water with the cement is in the ready-mixed concrete plants while launching / densification occurs minutes or hours later, when the mixer truck arrives at the construction site. In fact, often, there are situations where trucks are loaded with concrete by 4 or 5 hours, due to delays in transportation or unloading, characterizing some time well above the limit specified by the standard. The question is to use or not use the concrete on these conditions, because there are no studies that confirm the final properties of the concrete when used with mixing time that have already exceeded the maximum limit specified by the standard. The aim of this study is to investigate the behavior of concrete from viewpoint of compressive strength and water absorption when used with mixing time up to 6 hours. The concretes were produced with two types of cement, CPIV and CPII, and slump was kept up to the six hours in a mixture with the incorporation of superplasticizer based polycarboxylate. In this study were adopted three relations w/c and the production of concrete was done in laboratory and real conditions in a ready-mixed concrete plants. The studied properties, compressive strength and water absorption were analyzed in 28 days for several mixing times. The study showed that the time of use from the concrete can be extended over the time specified by the standard, without loss of compressive strength and changes in the water absorption over time.

O emprego de resíduos da indústria como materiais alternativos na Engenharia vem sendo tópico recorrente em pesquisas de desenvolvimento de novos materiais, devido a uma maior consciência da opinião pública quanto ao impacto ambiental oriundo da produção industrial. Buscando colaborar com esta discussão, esta pesquisa procurou inserir dois resíduos (cinza volante e cal de carbureto), gerados na região metropolitana de Porto Alegre, como alternativa de solução em Engenharia. Analisando-se a microestrutura da cinza volante, observa-se que ela é formada por esferas ocas e plerosferas (esferas ocas preenchidas por esferas menores). Foi estudado o ganho de resistência da mistura promovido pela moagem da cinza volante em um moinho de bolas cerâmicas, visando uma potencialização da reatividade do material. A fim de possibilitar a utilização destes resíduos, é necessário um estudo do seu comportamento mecânico decorrente da cimentação proporcionada pela mistura e compactação destes materiais. A presente pesquisa busca fornecer subsídios para que seja possível determinar o seu comportamento, através do uso da relação porosidade (η)/teor volumétrico de cal (LV) obtidas a partir da identificação e quantificação das variáveis mais importantes no controle da resistência da mistura dos dois resíduos, com e sem o processo de moagem da cinza, levando a formulação de equações para previsão da resistência à compressão simples do material cimentado para cinza volante com diferentes tempos de moagem e cura acelerada. Para isso, foram realizados ensaios de compressão simples em corpos de prova com 5, 10 e 15% de cal, com peso específico aparente seco de 11, 12 e 13 kN/m3, curados por 7 dias, com umidade de 18% para os tempos de moagem 0, 2 e 6h nas temperaturas 23 e 40°C, e 0 e 6h a 60°C. Os resultados apontam que o aumento do teor de cal gerou ganhos de resistência para as maiores temperaturas de cura; a diminuição da porosidade proporcionou um ganho de resistência para todas as combinações; o aumento da temperatura foi importante no ganho de resistência entre 23oC e 40oC; a moagem da cinza por 2h promoveu ganhos significativos de resistência em relação à não moída, porém, para 6h de moagem os ganhos não foram significativos para as temperaturas de cura de 23oC e 60oC. A relação η/LV, ajustada por um expoente [η/(Lv)0,07], mostrou-se adequada na formulação de equações na previsão da resistência do material cimentado para todas as temperaturas e tempos de moagem estudados. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples em função da porosidade, teor volumétrico de cal, temperatura de cura e tempo de moagem, mostraram-se úteis para formulações de dosagem. Os resultados foram submetidos à análise de variância que comprovou que todos os fatores controláveis escolhidos para o experimento são significativos, assim como todas suas interações. / The use of industry by-products as alternative materials in Engineering has been a recurring topic of research in development of new materials, mainly, due to a larger public conscience regarding the environmental impact of industrial production of waste. Aiming to contribute on this discussion, this research sought to introduce two by-products (fly ash and carbide lime), produced on the metropolitan area of Porto Alegre, as an alternative Engineering solution. Analyzing the microstructure of the fly ash, it is observed that it is composed by void spheres and plerospheres (void spheres filed with smaller ones). Having that in mind, it was studied the admix strength gain promoted by the grinding of de fly ash on a ceramic ball mill, aiming an enhancement of the reactivity of the material. In order to enable the use of these byproducts, it is necessary the study of its mechanical behavior due to the cementation provided by the mixture and compaction of these materials. The current research seeks to provide subsides in order to determine its behavior, through the use of the ratio porosity (η)/ volumetric lime content (LV), obtained from the identification and quantification of the most important variables on the control of the strength of the admixes of both by-products, with or without the process of fly ash grinding. This means, the formulation of equations for the simple compressive strength forecast of the cemented material for the fly ash with different grinding times and accelerated curing temperature. In order to do so, it were realized simple compression tests with 5, 10 and 15% of lime, with a specific dry unit weight of 11, 12 and 13 kN/m3, cured for 7 days, with water content of 18% for the grinding times of 0, 2 and 6h to the curing temperatures of 23 and 40oC, and 0 and 6h to 60oC. The results show that, the increase of lime content provided strength gains for the higher temperatures; the decrease of porosity generated strength gain to all the combinations; the increase in curing temperature was important on the strength gain between 23oC and 40oC; the grinding of fly ash for 2h promoted significant strength gains when compared to the not ground samples, however, for 6h of grinding the strength gain wasn’t significant for the 23oC and 60oC curing temperatures. The η/LV ratio, adjusted by an exponent [η/(LV)0,07], presented itself adequate for the formulation of the equations for the forecast of the strength gain of the cemented material to all the studied temperatures and grinding times. Besides that, the existence of unique and distinct relationships on the control of the simple compression strength depending on the porosity, volumetric lime content, curing temperature and grinding time, have been shown useful for the dosage formulation. The results were submitted to variance analysis, which demonstrated that all the factors chosen on the experiment were significant, as all their interactions.

O melhoramento de solos com cimento Portland para utilização em camadas de base de fundações rasas, liners de proteção ambiental ou proteção contra erosão em barragens de terra entre outros mostra grandes vantagens econômicas, evitando a necessidade de substituição do solo natural bem como, a necessidade de uma área de despejo. A presente pesquisa tem por objetivo quantificar a relação entre resistência à tração e a compressão de um solo fino (caulim) artificialmente cimentado bem como, quantificar a influência da porosidade, teor de cimento e teor de umidade na resistência à tração das misturas caulim-cimento. Um programa experimental foi delineado com esse objetivo. Dentro da faixa de valores estudados, os resultados mostram que o teor de umidade (w) tem uma influência linear sobre a resistência à tração (qt), ou seja, quanto maior o teor de umidade maior a resistência à tração da mistura estudada. Por fim, a relação vazios/cimento (h/Civ) demonstrou ser válida no dimensionamento de misturas caulim-cimento à tração. A relação resistência à tração/resistência à compressão (qt/qu) não é única para o solo estudado. qt/qu varia em função do teor de umidade de modo não-linear. / The addition of Portland cement to soil in order to base layers for shallow foundations, liners for environmental protection or protection against erosion in earth damns has shown great economic advantages, avoiding the need of soil substitution as well as waste area. This research aim to quantify the relation between tensile and compressive strength for fine grained, artificially cemented soils as well as, quantify the influence of porosity, water content and cement content on tensile strength of kaolin-cement mixtures. An experimental program was designed with this objective. For the range of values studied, results show that water content (w) affects linearly tensile strength (qt) of specimens, bigger the water content bigger the tensile strength of the mixture studied. Besides that, the relation porosity/cement content (h/Civ) has demonstrated to be valid for designing kaolin-cement mixtures under tensile strength. The relation between tensile and compressive strength (qt/qu) is not unique for the soil studied. qt/qu seems to be a function of water content in a non-linear function.

In this era of increasing standard of living and rapid growth of civil engineering construction, environmental issues pertaining to natural resources depletion, global warming, energy crisis, waste pollution and greenhouse gas emission have been major issues of concern throughout the world and most especially in the construction industry. This research was conducted to investigate the applicability of recycled wastepaper as lightweight building materials with focus on contributing to sustainability in the creation of the built environment. The major aim was to develop an eco-friendly lightweight non-loadbearing block from recycled wastepaper without the use of cement as binder. This study specifically addressed the drawback of low strength development that usually occur with increasing wastepaper content in the existing cement-based-wastepaper blocks. It also indirectly addresses; the environmental impacts associated with the construction industry (including; high consumption of natural resources, greenhouse gas emission, high energy consumption and so on), the environmental pollution resulting from unsustainable waste generation, and the generic drawback of high water absorption that plagues wastepaper-based blocks. To achieve this, research methods including; laboratory experimentation and simulation modelling were employed. The research outcome is an eco-friendly block unit designated as Cement-less Wastepaper-based Lightweight Block (CWLB) which contains 75% waste content and exhibiting properties that satisfy the requirements for application as non-loadbearing lightweight blocks in building construction. CWLB displayed compressive strength that far outweighs those recorded for the existing cement-based wastepaper blocks available in the literature. The properties recorded for the optimal CWLB includes; 2.71 MPa average compressive strength, 901.5 kg/m3 average density, 0.19 W/m.k thermal conductivity, 989.9 m/s ultrasonic pulse velocity, 0.0026 g/m2.S0.5 average coefficient of capillary water absorption and 883.38 MPa estimated elastic modulus. The approximate compressive strength of 2.38 MPa and 1.58 MPa were respectively predicted and recorded for the solid and hollow finite element model samples of CWLB. The impressive satisfactory properties of CWLB for the intended application and its eco-friendliness in terms of natural resources conservation and improved compressive strength suggests that CWLB shall indeed serve as a more sustainable alternative to the reigning/existing cement-based-wastepaper blocks and to the conventional masonry blocks of the same category. Amongst other things, future work will address the validation of the approximate compressive strength predicted for the solid and hollow CWLB insitu samples in order to take further the subject matter.