Orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima / Resumo: O modo como são dispostos os resíduos gerados pela indústria, pela agropecuária e pela sociedade gera uma preocupação crescente. Muitas pesquisas têm sido desenvolvidas com a finalidade de diminuir o impacto que estes causam a sociedade e ao meio ambiente. Diversos resíduos têm sido estudados como materiais cimentícios suplementares para substituição de parte da quantidade de cimento, contribuindo para a redução de áreas de aterro e também na diminuição da emissão de CO2 associada à produção de cimento Portland, que é responsável por cerca de 5% a 8% da emissão global de CO2. Um destes resíduos industriais é a cerâmica vermelha, proveniente do descarte de olarias. O objetivo geral dessa pesquisa é estudar a aplicação de resíduo cerâmico proveniente de olarias em misturas de solo-cimento para estabilização de um solo laterítico, avaliando a resistência à compressão, o efeito de expansão e contração, o potencial hidrogeniônico, a condutividade elétrica, a microestrutura e a proporção ideal de mistura (solo + resíduo cerâmico + cimento Portland). Os resultados mostram ganho de resistência e menor contração/expansão para as misturas com cimento, em relação ao solo puro. E que mesmo com a substituição de parte do cimento por resíduo cerâmico, a resistência praticamente não se altera, devido a reação pozolânica existente entre a cerâmica e o hidróxido de cálcio, o que é confirmado nos ensaios de pH e condutividade elétrica e por imagens obtidas por meio de microscopia eletrônica de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The waste generated by industry, agriculture and society is a growing concern. Much research has been carried out to reduce the impact on society and the environment. Several residues have been studied as supplementary cementitious materials to replace part of the amount of cement, contributing to the reduction of landfill areas and also to the reduction of CO2 emissions associated with the production of Portland cement, which accounts for about 5% of 8% of global CO2 emissions. One of these industrial wastes is red ceramics from the disposal of potteries. The general objective of this research is to study the application of different percentages of the mixture of ceramic residue with Portland cement in the stabilization of a lateritic soil, evaluating the compressive strength, expansion and contraction effect, permeability, hydrogenation potential, electrical conductivity, the microstructure and the ideal mixing ratio (soil + ceramic residue + Portland cement). The results show increased strength and lower contraction / expansion for cement additions, relative to pure soil. And even with the replacement of part of the cement by ceramic waste, the strenght is practically unchanged due to the pozzolanic reaction between the ceramic and the calcium hydroxide, which is confirmed in the pH and electrical conductivity tests and the images of scanning electron microscopy. / Mestre

[pt] O objetivo do presente estudo consistiu na obtenção, caracterização mecânica e química das fibras de bucha vegetal (Luffa cylindrica) utilizadas, e o emprego das mesmas como possível reforço de compósitos cimentícios. Inicialmente, as fibras de bucha foram encaminhadas à prensa mecânica para perder o seu formato cilíndrico, propiciando uma moldagem mais facilitada, dos posteriores compósitos. A partir daí, foram submetidas a ensaio de tração direta, dividindo-se entre filamento e tecido, difração de raios-x (DRX), espectroscopia de infravermelho (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise em microscópio digital, com posterior análise em software digital. A matriz foi dosada, respeitando uma substituição parcial de 50 porcento de cimento, por materiais pozolânicos, como 40 porcento de metacaulinita e 10 porcento de cinza volante, com o objetivo de diminuir a quantidade de Hidróxido de Cálcio (HC), produto oriundo da hidratação do cimento. Também foi utilizado superplasticante na confecção da pasta, para melhorar a fluidez e assegurar que toda a área do molde fosse preenchida, além de prover o encharcamento uniforme da fibra. A caracterização química matriz se deu através do ensaio de termogravimetria (TGA), o qual foi capaz de corroborar a baixa presença de HC, propiciando a incorporação de fibras vegetais nessa matriz. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir de ensaio de flow tabe, de resistência à compressão e à flexão. O composto com a matriz supracitada foi confeccionado com as fibras de bucha vegetal nas direções do carregamento e posteriormente encaminhados ao ensaio de flexão de três pontos. Para agregar valor à discussão, foi fabricado um compósito sanduíche com a fibra de sisal (Agave sisalana) em conjunto com a fibra de bucha. Os compósitos cimentícios reforçados por fibra de bucha, e o compósito sanduíche apresentaram valores de resistência 33 porcento maiores, em relação aos corpos de prova moldados apenas com a matriz (sem reforço). / [en] The objective of this study was to obtain, mechanical and chemical fibre characterization of Loofah (Luffa cylindrica) used, and the use of same as possible reinforcement of cementitious composites. Initially, Loofah fibres were forwarded to the mechanical press for losing your cylindrical format, providing a more facilitated, molding of composite posterior. From there, were subjected to direct tensile test, dividing her time between filament and fabric, x-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IV), scanning electron microscopy (SEM) and microscope analysis Digital, with further analysis in digital software. The array was dosed, respecting a partial substitution of 50 per cent cement, Pozzolanic materials, such as 40 per cent metacaulinite and 10 per cent fly ash, with the goal of reducing the amount of calcium hydroxide (CH), native of cement hydration product. Superplasticizer was also used in the making of the folder, to improve the fluidity and ensure that the entire area of the mold were filled equally, in addition to providing the drenching fiber uniform. Chemical characterization through array of Thermogravimetry (TGA), which was able to corroborate the low presence of CH, resulting in the incorporation of vegetable fibers in this array. The mechanical properties were evaluated from flow tabe test, compression and flexural strenght. The compound with the above-mentioned matrix was made with Loofah fibres in the directions of loading and subsequently forwarded to the three-point flexural test. To add value to the discussion, made a sandwich composite with sisal fiber (Agave sisalana) in conjunction with the Loofah fiber. The cementitious composites reinforced by loofah fiber, and sandwich composite presented values of maximum 33 per cent larger in relation to specimens only molded array (no reinforcement), although it is not an improvement as significant as found in other synthetic or natural fibers, already studied and some in use by industry.

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La présente étude vise à valoriser des résidus agroindustriels comme matériaux pour l’habitat et la construction. Dans ce contexte, les travaux de recherche s’articulent autour de deux axes majeurs : le développement d’un liant alternatif et l’élaboration de matériaux composites à partir de ce liant alternatif et des matériaux végétaux. Deux liants composés utilisant des cendres de bagasse, nommés cendres de bagasse-chaux et ciment-cendres de bagasse ont été étudiés. A partir de ces liants composés, deux types de matériaux composites incluant des matériaux végétaux ont été élaborés : un composite incorporant des granulats de bagasse et de coco et un autre renforcé par des pulpes d’eucalyptus. Les propriétés physiques, chimiques, mécaniques et hydriques de ces matériaux ont été déterminées. Les résultats obtenus montrent que la calcination des cendres de bagasse à 600°C et la sélection des particules de taille inférieure à un diamètre seuil compris entre 45 et 63µm augmentent sa réactivité. Le liant composé cendres de bagasse-chaux est susceptible de développer une résistance à la compression de l’ordre de 39MPa à 28 jours, une valeur supérieure à celle des liants composés matériaux pouzzolaniques-chaux étudiés dans la littérature. Grace à sa faible alcalinité, ce liant composé préserve mieux les matériaux végétaux vis à vis de leur minéralisation et leur fragilisation comparativement au liant à base de ciment. L’incorporation de pulpes cellulosiques dans le liant composé cendres de bagasse-chaux permet d’obtenir des matériaux composites ayant des propriétés à la flexion comparables à celles d’un composite ciment-pulpes cellulosiques. / The present study aims to add value to agroindustrial residues as housing and building materials. In this context, the research works revolve around two main lines: the development of an alternative binder using agroindustrial residues and the production of composite materials from this alternative binder and plant resources. Two composed binder using bagasse ash, named bagasse ash lime and cement-bagasse ash, were optimised and produced. Using these composed binder, two kinds of composite materials including plant resources were produced: one composite developed with vegetable aggregates and another one reinforced with eucalyptus pulps. The physical, chemical, mechanical and hydric properties of these materials were investigated. The results show that the bagasse ash recalcination at 600 °C and the selection of the particles under a diameter limit (between 45 and 63 µm) improve its reactivity. Blended with slaked lime, the composed binder obtained with these parameters is likely to develop a compressive strength higher than 39 MPa at 28 days; this value is higher than the compressive strength of pouzzolanic material and lime based binder studied in the literature. In addition, due to the lower alkalinity of the interstitial solution of this composed binder, related to the lime consumption by the pouzzolanic material, it better protects vegetable materials from mineralization than the binders based on Portland cement. The incorporation of the cellulosic pulps in the composed binder lime-bagasse ash produces composite materials with a similar flexural behaviour as a composite made with cement and cellulosic pulp.