Os materiais magnetostrictivos apresentam deformação elástica quando são submetidos a um campo magnético ou mudança das propriedades magnéticas quando são submetidos a uma tensão mecânica, e por isso são de grande interesse para aplicações em atuadores, sensores e aproveitadores de energia. Entretanto, os melhores materiais magnetostrictivos disponíveis são caros e frágeis. Nos últimos anos foi descoberta uma nova classe de materiais magnetostrictivos que superam este problema, a classe das ligas Fe-Ga e Fe-Al, que possuem a rara combinação de moderada magnetostricção, boas propriedades mecânicas e baixo custo associado. Atualmente, as pesquisas têm buscado meios de melhorar a magnetostricção destas ligas, tanto por adições ternárias de outros átomos, como pela utilização de diferentes métodos de fabricação, tratamentos térmicos ou processamentos mecânicos. No presente trabalho foi avaliado o efeito das adições de B e do processo de solidificação rápida na magnetostricção e microestrutura das ligas Fe-Al e Fe-Ga. Para isso, ligas policristalinas de composição nominal (Fe80Al20)1-0,01yBy, (Fe80Ga20)1-0,01yBy e (Fe72Ga28)1-0,01yBy, com y = 0; 0,5; 1; 1,5 e 2% at., foram produzidas por fusão a arco e pela técnica de solidificação rápida \"splat cooling\". A caracterização microestrutural das amostras foi realizada no MEV/EDS e DRX. A magnetostricção foi medida com campo magnético de 0 a ±2 T em 4,2, 77 e 300 K, por dilatometria de capacitância. As adições de B ocasionaram a precipitação de Fe2B nos contornos de grão da fase A2 e/ou D03 das ligas Fe-Al e Fe-Ga, resultando na redução do tamanho de grão e formação de cristais dendríticos. As ligas Fe80Al20 apresentaram um valor máximo de magnetostricção de 74 ppm com a adição de 2% at. de B. Já as ligas Fe80Ga20 e Fe72Ga28 apresentaram um máximo com a adição de 1% at. de B, sendo de 81 ppm e 143 ppm, respectivamente. Conclui-se que estas adições de B tiveram um efeito benéfico na magnetostricção das ligas Fe-Al e Fe-Ga como-solidificadas, uma vez que chegaram a ocasionar um aumento de até 100% desta propriedade em relação à liga sem B. Por outro lado, a solidificação rápida não teve efeito sobre a magnetostricção das ligas Fe-Al-B. / Magnetostrictive materials exhibit elastic deformation when subjected to a magnetic field or changing in magnetic properties when subjected to mechanical stress, so they are of great interest for applications in actuators, sensors and energy harvesters. However, the best available magnetostrictive materials are expensive and fragile. In the last years has been discovered a new class of magnetostrictive material which overcome this problem, the class of the Fe-Ga and Fe-Al alloys, which have the unusual combination of moderate magnetostriction, good mechanical properties and low associated cost. Currently, research has searched ways to improve the magnetostriction of these alloys, both for ternary additions of other atoms or by using different methods of preparation, heat treatment or mechanical processing. In the present study, we evaluated the effect of B additions and rapid solidification process on the microstructure and magnetostriction of Fe- Al and Fe-Ga alloys. For this purpose, polycrystalline alloys of nominal composition (Fe80Al20)1-0.01yBy, (Fe80Ga20)1-0.01yBy and (Fe72Ga28)1-0.01yBy, with y = 0, 0.5, 1, 1.5 e 2 at.% were produced by arc melting and splat cooling rapid solidification technique. Microstructural characterization of the samples was performed by SEM/EDS and XRD. The magnetostriction was measured under magnetic field of 0 to ±2 T, at 4.2, 77 and 300 K, by capacitance dilatometry. The B additions caused precipitation of Fe2B at the grain boundaries of A2 and/or D03 phase of Fe-Al and Fe-Ga alloys, resulting in a reduction of the grain size and formation of dendritic crystals. The Fe80Al20 alloys showed a maximum magnetostriction of 74 ppm with the addition of 2 at.% B. And, the Fe80Ga20 and Fe72Ga28 alloys showed a peak with the addition of 1 at.% B, of 81 ppm and 143 ppm, respectively. We concluded that these B additions had a beneficial effect on the magnetostriction of Fe- Al and Fe-Ga as-cast alloys, since they caused an increase up to 100% of this property in relation to the alloy without B. On the other hand, the rapid solidification had no the same effect on the magnetostriction of Fe-Al-B alloys.

Carbonation is a natural phenomenon for concrete structures and occurs due to the reaction between CO2, which is concentrated in the environment, and Ca(OH)2, which is present in the cementitious matrix. Carbonation reaction reduces the pH of the concrete and causes the destruction of the passivation layer, which surrounds the steel armor, leaving it vulnerable to the process of corrosion. In this study, was investigated the performance against the carbonation of concrete with the addition of water treatment plant sludge ashes, in concentrations of 5%, 10%, 15%, 20%, 25% and 30% replacing Portland cement, as well as a reference blend without mineral admixtures. All mixtures were molded with three w/b ratios (0.35; 0.50 and 0.65) and with two periods of wet cure (three and seven days). Concrete specimens underwent preconditioning according to RILEM TC 116-PCD, targeting the moisture balance (75% ± 2%) in an aerial environment with constant temperature (23° C ± 2° C) and uniform moisture distribution. Afterwards, specimens were forwarded to a carbonation chamber, with humidity (75 ± 2%), temperature (23°C ± 2° C) and CO2 concentration (3%) duly regulated. Specimens were tested after 4, 8, 12 and 16 weeks of CO2 exposure through phenolphthalein spraying, the depths of carbonation is obtained and, therefore, the carbonation coefficients. Results revealed that the incorporation of water treatment plant sludge ashes into concrete leads to increases in its carbonation, in all mixtures investigated. Comparisons with the results for Porosimetry by Mercury Intrusion and Thermogravimetry enable attribute this effect to the microstructural change and decrease of alkalinity of the mixture with addition of sludge ash. Through an analysis of equal resistance, it was found that concrete with addition of sludge ash water treatment are feasible, from the point of view of carbonation's lifespan, only to higher strength levels. / A carbonatação é um fenômeno natural às estruturas de concreto, ocorrendo pela reação entre o CO2, concentrado no ambiente, e o Ca(OH)2, presente na matriz cimentícea. A reação de carbonatação provoca a redução do pH do concreto, causando a destruição da camada passivadora, que envolve a armadura de aço, deixando esta vulnerável ao processo de corrosão. Nesta pesquisa, foi investigado o desempenho, frente à carbonatação, de concretos com adição de cinzas de lodo de estação de tratamento de água, nos teores de 5%, 10%, 15%, 20%, 25% e 30% em substituição ao cimento Portland, bem como uma mistura de referência, sem adições minerais. Todas as misturas foram moldadas com três relações a/agl (0,35; 0,50 e 0,65) e com dois períodos de cura úmida (três e sete dias). Os corpos-de-prova de concreto foram submetidos à um pré-condicionamento, conforme procedimentos sugeridos pela norma RILEM TC 116-PCD, visando o equilíbrio de umidade (75% ± 2%) em um ambiente aéreo com temperatura constante (23°C ± 2°C) e distribuição uniforme de umidade. Posteriormente os corpos-de-prova foram encaminhados para uma câmara de carbonatação, com umidade (75% ± 2%), temperatura (23°C ± 2°C) e concentração de CO2 (3%) devidamente reguladas. Os corpos-de-prova foram ensaiados após 4, 8, 12 e 16 semanas de exposição ao CO2, por meio de aspersão de fenolftaleína, sendo obtidas as profundidades de carbonatação e, com isso, os coeficientes de carbonatação. Os resultados demonstraram que a incorporação de cinzas de lodo de estação de tratamento de água ao concreto acarreta no aumento da carbonatação nos mesmos, para todas as misturas investigadas. Comparações com resultados de Porosimetria por Intrusão de Mercúrio e Termogravimetria permitiram atribuir este efeito às alterações microestruturais e a diminuição da reserva alcalina das misturas com adição de cinzas de lodo. Através de uma análise em igualdade de resistência, constatou-se que os concretos com adição de cinzas de lodo de estação de tratamento de água são viáveis, do ponto de vista da vida útil frente à carbonatação, apenas para níveis de resistência mecânica mais altos.

O aproveitamento de fibras naturais como materiais de reforço em compósitos cimentícios é uma alternativa que apresenta potencial técnico, econômico, social e ambiental. Porém seu uso é limitado pela baixa durabilidade e estabilidade dimensional, refletidas na perda da capacidade de reforço das fibras em consequência da sua rápida degradação dentro da matriz de cimento. Para abordar esta situação, estudos ao redor do mundo mostraram que é possível aplicar tratamentos sobre as fibras e/ou matriz, modificando seu comportamento e obtendo resultados positivos. Dentro deste contexto, o presente estudo teve por objetivo aplicar e avaliar o efeito do tratamento de hornificação sobre polpas vegetais de eucalipto e pinus (não branqueadas) e do tratamento de carbonatação acelerada ou uso de adições pozolânicas sobre a matriz de cimento, alterando sua alcalinidade, buscando assim, maior durabilidade do material de reforço e otimizando o desempenho geral do compósito. Para atingir os objetivos propostos foram determinadas e analisadas propriedades físicas, morfologias e microestruturais das polpas antes e após do processo de hornificação. Posteriormente, em uma segunda etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios com vistas em determinar o teor de reforço ótimo (6%, 8% e 10%) de polpas celulósicas (tratadas e não tratadas), curados por cura térmica sendo avaliados por meio da determinação de propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Seguidamente, em uma terceira etapa do trabalho, foram produzidos compósitos cimentícios com polpas celulósicas (tratadas e não tratadas) curados por carbonatação acelerada, sendo avaliados por meio da determinação de propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Na última etapa, foram avaliadas formulações de compósitos cimentícios reforçados com a polpa celulósica (tratada e não tratada) de melhor desempenho com adição de cinzas de casca de arroz ou resíduo de carvão ativado como material pozolânico, sendo avaliadas suas propriedades físico-mecânicas, microestruturais e de durabilidade. Os resultados obtidos permitem identificar que a hornificação gera modificações na estrutura interna das polpas reduzindo sua capacidade de absorção de água, estabilidade dimensiona, colapso do lúmen e incremento da rugosidade superficial sem ocasionar deterioração da sua estrutura ou componentes. No que concerne à influência da porcentagem de polpa de reforço aplicada, o desempenho das propriedades físico-mecânicas caiu proporcionalmente com o incremento da porcentagem de reforço, sendo este fenômeno acompanhado pela formação de aglomerações de polpas. Assim, os compósitos com 6% de reforço de polpas de eucalipto ou pinus se destacaram pelo desempenho. Em relação ao reforço com fibras hornificadas, foram obtidas melhoras no desempenho do módulo de ruptura e energia específica, com destacável conservação após do material ser envelhecido. Ao ser aplicada a cura por carbonatação acelerada sobre as matrizes, se obtiveram melhoras destacáveis na durabilidade das fibras e no desempenho mecânico antes e após do envelhecimento acelerado em relação aos compósitos curados por cura térmica. Estas melhoras foram mais representativas com o reforço de polpas hornificadas. O uso de substituição parcial do cimento por CCA mostrou o pior desempenho físico-mecânico. Por sua vez, a substituição de 25% de RCA permitiu alcançar melhoras no comportamento das propriedades físico-mecânicas das matrizes, especialmente com o reforço com a polpa hornificada. / The use of natural fibers as reinforcement materials in cement composites is an alternative that offers technical, economic, social and environmental potential. But their use is limited by its low durability and dimensional stability, reflected in a building capacity loss as result of its rapid degradation within the cement matrix. To address this situation, studies around the world show that it is possible to apply treatments on the fibers and/or the matrix, thus, modifying their behavior and obtaining positive results. Within this context, this study aimed to implement and evaluate the effect an hornification treatment on eucalyptus and pine kraft pulps (unbleached); and an accelerated carbonation treatment or use pozzolanic additions on the cement matrix that changes its alkalinity, seeking thus, greater durability of the reinforcing material, optimizing the overall performance of the composite. To achieve the proposed objectives, the physical, and microstructural morphologies of the pulps were determined and analyzed before and after the hornification process. Then, in a second stage of the work, cementitious composites were produced with a view to determining the optimal reinforcement content (6%, 8% and 10%) of cellulosic pulps (treated and untreated), cured by thermal curing, being evaluated by the determination of its durability, physical-mechanical and microstructure properties. Subsequently, in a third stage of the work, cementitious composites were developed with cellulose pulps (treated and untreated) and cured by accelerated carbonation, being evaluated by the determination of its durability, physical-mechanical and microstructure properties. In the last stage, formulations of cementitious composites reinforced with cellulose pulps (treated and untreated) of better performance were evaluated with the addition of rice husk ash (CCA) or activated coal mining waste (RCA) as pozzolanic material, being evaluated their physicomechanical, microstructural and durability properties. Therefore, we expected to obtain a cement matrix of low alkalinity and a reinforcing fiber with lower capacity for water absorption and higher dimensional stability, which acting together would achieve a superior mechanical performance as well as a longer durability over time. The obtained results allow to identify that the hornification generates modifications in the internal structure of the pulps reducing its capacity of water absorption, stability, lumen collapse and increase surface roughness without causing deterioration of its structure or components. Regarding the influence of the percentage of reinforcing pulp applied, the performance of the physical-mechanical properties fell proportionally with the increment of the reinforcement percentage, being this phenomenon accompanied by formation of agglomerations of pulps. Thus, the composites with 6% reinforcement of pulps of eucalyptus or pinus stood out by the performance. In relation to the reinforcement with hornificated fibers, the performance of the modulus of rupture and specific energy were obtained, with detachable conservation after the material was aged. When accelerated carbonatation curing was applied to the matrices, the durability of the fibers and the mechanical performance before and after the accelerated aging were obtained in relation to the heat curing composites. These improvements were more representative with the reinforcement of hornified pulps. The use of partial cement substitution by CCA showed the worst physicomechanical performance. On the other hand, the substitution of 25% or RCA allowed to achieve improvements in the behavior of the physical-mechanical properties of the matrices, especially with the reinforcement with the hornified pulp.

Introdução: a temática de álcool e outras drogas ainda é pouco explorada entre as populações indígenas brasileiras; considerando-se a necessidade de explorar esse problema e a escassez de estudos sobre este fenômeno na região norte do País, realizou-se esta pesquisa. Objetivo: identificar os padrões do consumo de substâncias psicoativas na etnia Karipuna do município de Oiapoque, estado do Amapá, verificando a associação desses padrões com variáveis sociodemográficas, clínicas e comportamentais da amostra. Método: estudo transversal, realizado em 12 aldeias da etnia Karipuna, localizadas no município de Oiapoque. A amostra constitui-se de 230 indivíduos predominantemente do sexo masculino (51,3%), faixa etária de 16 a 30 anos (46,5%), católicos (71,1%), com ensino fundamental incompleto (28,3%). Para a coleta de dados foram utilizados o Alcohol Use Disorder Identification Test (AUDIT), a Questão chave (QC) e o Alcohol, Smoking and Substance Involvment Screening Test (ASSIST). Para a análise dos dados realizou-se o teste de qui quadrado para verificar a associações entre as variáveis de interesse e o padrão de consumo das substâncias; posteriormente foram selecionadas as variáveis para compor o modelo de regressão logística com prefixação do p-valor de 0,20, obtendo-se daí os valores do Odds Ratio (OR), entre as variáveis selecionadas na regressão logística. Resultados: de acordo com o AUDIT 59,5% dos entrevistados faziam uso de baixo risco, 32,1% uso de risco, 6% uso nocivo e 2,4% apresentavam provável dependência. A prevalência de alteração de pressão arterial entre os entrevistados foi de (19%), diabetes (3,1%), presença de pensamento suicida (13,5%), tentativas de suicídio (9,5%), mais de um terço dos entrevistados (35,6%), referiu manter Relações Sexuais Após Consumo de Álcool (RSACA). Os maiores preditores do uso de risco e nocivo de acordo com o AUDIT foram ser do sexo masculino (OR=2,47), apresentar pensamento suicida (OR=3,02) e manter RSACA (2,21). Os resultados do ASSIST mostraram que 73,4% dos entrevistados faziam uso ocasional de álcool, 26% faziam uso abusivo e 0,6% apresentava possível dependência. Os preditores do uso problemático, segundo o ASSIST, foram: ser do sexo masculino (OR=2,33), apresentar alteração de pressão (OR=4,03) e manter RSACA (OR=2,34). Em relação à Questão-chave, 42,2% dos entrevistados faziam uso de risco mais de 4 vezes ao ano, como principais preditores desse uso: ser estudante (OR=2,99), ter migrado da aldeia de origem (OR=2,22), fazer uso de preservativo (OR=2,62); manter RSACA (OR=1,61). O uso problemático do tabaco foi observado em 16,6% da amostra; os principais preditores desta condição foram: pertencer ao sexo masculino (OR=4,24); ter migrado da aldeia de origem (OR=3,27). Conclusão: as drogas de maior prevalência entre os indígenas da etnia Karipuna são lícitas, e seu padrão de uso problemático é maior que o observado entre a população geral. A prática RSACA foi importante preditor do uso problemático e álcool, independentemente do instrumento de rastreio; medidas preventivas devem, pois, ser maximizadas entre esta população. Os dados deste estudo têm potencial para subsidiar a realização de pesquisas futuras nesta área, não só em relação aos povos de etnia Karipuna, mas a outras etnias indígenas da região norte brasileira e do Brasil. / Introduction: Alcohol and other drugs themes are still little explored in Brazilian indigenous population. Considering the need to explore this problem and the scarcity of studies investigating this phenomenon in the northern region of the country, this research was carried out. Objective: To identify patterns of psychoactive substance used in the Karipuna ethnic group of the city of Oiapoque in the state of Amapá, verifying the association of these patterns with socio-demographic, clinical and behavioral variables of the sample. Method: This is a cross-sectional study carried out in twelve villages of ethnic Karipuna, located in the municipality of Oiapoque. The sample was 230 individuals predominantly male (51.3%), from 16 to 30 years old (46.5%), Catholic (71.1%), with incomplete elementary school (28.3%). For the data collection, the Alcohol Use Disorder Identification Test (AUDIT), the Key Question (KQ) and the Alcohol, Smoking, and Substance Involvement Screening Test (ASSIST) were used. The chi-square test was used to analyze the associations between the variables of interest and the pattern of consumption of the substances. Then, the variables were selected to compose the logistic regression model with pre-fixation of the p-value of 0.20, obtaining the Odds Ratio (OR) values from this model, among the variables selected in the logistic regression. Results: According to the AUDIT, there were 59.5% of the interviewees who used psychoactive substance at low risk, 32.1% at risk, 6% at a harmful use and 2.4% had a possible dependency. The prevalence of altered blood pressure in the interviewees was (19%), diabetes (3.1%), suicidal thoughts (13.5%), suicide attempts (9.5%), more than a third of respondents (35.6%), reported maintaining sexual relationships after alcohol consumption (SRAAC). The highest predictors of risk and harmful use of a psychoactive substance according to the AUDIT were male (OR=2.47), suicidal thoughts (OR=3.02) and SRAAC (2.21). The ASSIST results showed that 73.4% of the interviewees had occasional use of alcohol, 26% had an abusive use of alcohol and 0.6% had a possible dependency. The predictors of problematic use using ASSIST were: male (OR=2.33), having pressure changes (OR=4.03) and maintain SRAAC (OR=2.34). Regarding the Key Question, there were 42.2% of respondents having a risk of psychoactive substance use in more than 4 times a year, with students as the main predictors of this use (OR=2.99), having migrated from the village of origin (OR=2, 22), using a condom (OR=2.62) and maintaining SRAAC (OR=1.61). The problematic use of tobacco was observed in 16.6% of the sample. The main predictors of this condition were male (OR=4.24) and migrated from the village of origin (OR=3.27). Conclusion: The drugs with the highest prevalence in the Karipuna ethnic are legal and the pattern of their problematic use is greater than the general population. The SRAAC practice proved to be an important predictor of this problematic use and alcohol regardless of the screening instrument indicating that preventive measures should be maximized in this population. The data from this study has the potential to support future research in this area, involving not only ethnic Karipuna people but also other indigenous ethnic groups from the northern Brazilian region and the rest of Brazil.

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Depending on the concrete composition, the natural carbonation process can take several years to present sufficient analyzable data, therefore, most of the studies on this topic use accelerated tests to simulate this phenomenon. However, even with full control of the laboratory environment, it is not possible to reproduce the randomness of the variables responsible for the degradation that occur in real situations. This study aims to evaluate the process of natural carbonation in 36 different types of concrete or analysis conditions, which cover a wide range of characteristics and properties of concrete that represent the various service situations of the structures, after about 14 years of exposure, in typical urban environment. The results are presented for types of concrete with and without mineral additions (silica fume, rice husk ash, metakaolin, fly ash and blast furnace slag); three water/binder (0.40, 0.55 and 0.70) and two curing conditions (dry-cured and moist-cured). The study was conducted by the application of simplified models of carbonation and statistical analysis on an extensive experimental database (over 2000 measurements) obtained by eight evaluations of carbonation carried at different ages, through 14 years of natural exposure prototypes of concrete beams. In addition, chemical analysis of pH, ionic strength and conductivity of the pore solution - obtained through innovative method - were conducted in both the carbonated layer and the non-carbonated layer of concrete. The results indicate that the empirically-analytical model proposed by Tuutti, has an excellent representativity of carbonated depth over time. The use of a coefficient of carbonation, from Tuutti’s model, calculated from early ages, can generate mistaken conclusions: underestimating the dry-cured concrete and overestimating the moist-cured concrete. In the overall analysis of the natural carbonation coefficients obtained by ANOVA showed that the water/binder ratio is the most significant factor, followed by curing type and, finally, the type of addition. The best performances as the carbonation are observed to the lower water/binder concretes, subjected to wet cure. Under the method used to obtain the pore solution, it was possible to compare the difference between the chemical properties of non-carbonated and carbonated layers of each type of concrete analyzed. / O fenômeno da carbonatação consiste em um processo físico-químico que leva à redução de alcalinidade do concreto. Isto pode desestabilizar a camada protetora do aço, deixando-o passível de corrosão, que é uma das mais importantes e onerosas causas de deterioração do concreto armado. Nesse sentido, a análise química da solução do poro tem sido realizada há cerca de 60 anos, contudo raros trabalhos focam em concretos submetidos à carbonatação contendo adições minerais, dada a dificuldade de se obter a solução devido à densificação na estrutura porosa nessas condições. Dependendo da composição do concreto, o processo de carbonatação natural pode levar vários anos para apresentar dados passíveis de análise, diante disso, a maioria dos estudos nesse tema utilizam ensaios acelerados para simular tal fenômeno, contudo, mesmo com todo controle do ambiente de laboratório, não se pode reproduzir a aleatoriedade das variáveis que ocorre em situações reais de degradação. Este trabalho tem como objetivo avaliar o processo de carbonatação natural em 36 diferentes concretos ou condições de análise, os quais cobrem uma ampla faixa de características e propriedades dos concretos, representando as mais diversas situações de serviço para as estruturas, após cerca de 14 anos de exposição, em ambiente típico urbano. São, portanto, apresentados resultados de concretos sem e com adições minerais (sílica ativa, cinza de casca de arroz, metacaulim, cinza volante e escória de alto-forno); três relações água/ligante (0,40; 0,55 e 0,70) e duas condições de cura (seca e úmida). O estudo se deu por meio de aplicações de modelos simplificados de carbonatação e análises estatísticas em um extenso banco de dados experimentais (mais de 2000 medidas) obtido por oito avaliações da frente de carbonatação realizadas em diferentes idades, durante 14 anos de exposição natural de protótipos de vigas de concreto. Foram realizadas também análises químicas de pH, força iônica e condutividade da solução do poro, obtida através de método inovador, tanto da camada carbonatada quanto da camada não carbonatada dos concretos. Os resultados indicam que o modelo empírico-analítico, proposto por Tuutti, possui excelente representatividade da profundidade carbonatada ao longo do tempo. A utilização de um coeficiente de carbonatação, do modelo de Tuutti, calculado a partir de idades iniciais pode gerar conclusões equivocadas: subestimando os concretos sem cura e superestimando os de cura úmida. A análise global dos coeficientes de carbonatação, obtidos pela ANOVA, demonstrou que a relação água/ligante é o fator mais significativo, seguido do tipo de cura e, por último, o tipo de adição. Os melhores desempenhos quanto à carbonatação são observados para os concretos de menor relação água/ligante, submetidos à cura úmida. De acordo com o método empregado para obtenção da solução do poro, foi possível comparar a diferença entre as propriedades químicas da camada não carbonatada e a carbonatada, para toda a família de concretos analisada.

Atualmente o maior impacto ambiental do concreto como material de construção origina-se das emissões de CO2 durante a produção do cimento. Uma das alternativas atualmente utilizadas para minimizar este impacto, é a utilização de adições minerais como substituição ao cimento. Entre as diferentes adições utilizadas, o uso de fíler calcário parece ser uma alternativa interessante para melhorar a sustentabilidade do uso do concreto na construção. Consequentemente, o presente estudo foca a análise do impacto da substituição do cimento por fílers de origem calcária (dolomita) no comportamento do concreto em estado fresco e endurecido, especialmente focando-se numa avaliação reológica e na retração por secagem do material. Para tal fim, foram formulados três microconcretos com teores de fíler calcário de 80%, 60% e 20% em relação ao peso dos finos totais (cimento mais fíler calcário). O teor de finos totais e de água foram mantidos constantes para todas as formulações resultando em misturas com similar volume de pasta. O comportamento reológico das misturas foi avaliado num reômetro de movimento planetário. Foram moldados corpos de prova para caracterização mecânica e acompanhamento da retração por secagem. A porosidade das pastas também foi avaliada usando a porosimetria por intrusão de mercúrio. As propriedades reológicas como a tensão de escoamento e a viscosidade foram influenciadas pelo teor de substituição de cimento por fílers. Maiores volumes de fílers na pasta produziram menores tensões de escoamento e, por consequência, maiores valores de abatimento foram obtidos. No entanto, a viscosidade plástica aumentou com teor de fílers. No estado endurecido, a maior substituição de cimento por fílers diminui a intensidade da retração por secagem devido ao menor teor de cimento na pasta e a modificações na estrutura porosa do material. Os resultados experimentais da retração foram comparados com os valores obtidos pelos modelos de previsão da retração: ACI 209, CEB-FIP, B3 e GL2000. Observou-se que os modelos superestimam os valores da retração conforme aumenta a substituição de cimento por fílers na pasta. Portanto, esses modelos devem ser calibrados considerando outros fatores, tais como: a quantidade de fíler utilizado em substituição de cimento. Esta consideração poderia otimizar o uso dos modelos em fase de projeto para verificar se os valores da retração esperados estão dentro dos limites normalmente aceitos. / Currently the biggest environmental impact of concrete as a building material originates in CO2 emissions during the production of cement. For this reason, one of the alternatives currently used to reduce these emissions is the use of mineral additions as cement replacement. Among the different additions used, the use of limestone fillers to replace cement appears to be an interesting alternative for improve the sustainability of the concrete used in construction. Consequently, this study focuses on the analysis of the impact of the replacement of cement by limestone fillers in fresh and hardened concrete, especially focusing on rheological behavior and shrinkage of the material. To this end, three microconcretos were formulated with fillers limestone content of 80%, 60% and 20% by weight relative to the total fine (limestone fillers and cement). The total content of fine and water were held constant for all formulations resulted in mixtures with similar volume of paste. The rheological behavior of the mixes was evaluated in a planetary motion rheometer. For mechanical characterization and measurement of shrinkage, specimens were molded. The porosity of the pastes was also evaluated using mercury intrusion porosimetry. The rheological properties such as yield stress and viscosity were influenced by the amount of cement that was replaced by fillers. Further filers volumes in the pulp produced smaller flow stress and, consequently, higher allowance values were obtained. Larger volumes of filler in the paste produced lower yield stresses and, consequently, higher slump values were obtained. However, the plastic viscosity increased with filers content. In the hardened condition, the largest cement replacement by limestone fillers reduced the intensity of shrinkage due to the lower content of cement paste and changes in the porous structure of the material. The experimental results of shrinkage were compared with the values obtained by shrinkage prediction models: ACI 209, CEB-FIP, B3 and GL2000. It was observed that the models overestimate the shrinkage values with increasing cement replacement by limestone fillers. Therefore, these models must be calibrated considering other factors such as the amount of fillers used as cement replacement This consideration would optimize the use of these models in the design phase to verify that the values of the expected shrinkage are within the limits normally accepted.

The durability of reinforced concrete structures derives from the protective effect provided by the concrete cover over the steel rebars. When the passivation of the steel is compromised, the whole structure is liable to corrosion phenomena, whose rate of propagation is mainly controlled by the electrical resistivity of the concrete between the anode and cathode and by the availability of oxygen at the cathode. The electrical resistivity of concrete is highly dependent on its physical and chemical characteristics. This study aimed at to investigate the influence of the content of rice husk ash (RHA) on the electrical resistivity of concrete and identify any correlations between electrical resistivity and compressive strength properties and changes in pore solution and pore structure. The mixtures in this study were prepared with water/binder ratios (w/b) of 0.35, 0.50 and 0.65 with RHA substitutions of 10%, 20% and 30% for cement. Samples with 50% blast furnace slag, 35% fly ash and a reference sample with 100% cement were also investigated. Electrical resistivity was determined using the four electrode method (Wenner s Method adapted for concrete). Tests of compressive strength, pore solution composition, pH e electrical condutivity, and mercury porosimetry were also performed. These indicate that that the age of the sample, the w/b ratio used and the mineral additions have a expressive effect on the electrical resistivity of concrete because of changes in the concrete pore structure and in the composition and volume of pore solution. Results show there is a exponential increase in concrete resistivity as the content of RHA grows. This is confirmed by the smaller size of the pore network and the lower specific conductivity of the pore solution, which show a sound correlation. The best results in electrical resistivity were obtained with content of 30% of RHA. The best cost/benefit ratio for compressive strength values of 65MPa and electrical resistivity of 30kΩ.cm was obtained with the use of 10% RHA and for compressive strength values of 65MPa and electrical resistivity of 60kΩ.cm, the best results were obtained with 20% RHA. / A durabilidade das estruturas de concreto armado é resultado da ação protetora do concreto sobre o aço. Quando a passivação do aço deixa de existir, a estrutura torna-se vulnerável ao fenômeno da corrosão, cuja propagação, após iniciada, é essencialmente controlada pela resistividade elétrica do concreto entre o ânodo e o cátodo e pela disponibilidade de oxigênio no cátodo. A resistividade elétrica do concreto é uma propriedade extremamente sensível às características físicas e químicas do mesmo. O presente trabalho buscou investigar a influência do teor de cinza de casca de arroz (CCA) na resistividade elétrica do concreto, bem como correlacionar os resultados obtidos com a resistência à compressão axial e alterações na composição da solução aquosa e estrutura dos poros. Foram investigadas misturas com relações água/aglomerante (a/ag) 0,35 , 0,50 e 0,65 com teores de substituição em massa de 10%, 20% e 30% de CCA. Para comparar os resultados, misturas com 50% de escória de alto forno, 35% de cinza volante e uma mistura de referência com 100% de cimento foram simultaneamente investigadas. A resistividade elétrica foi determinada utilizando o método dos quatro eletrodos (método de Wenner, adaptado para uso em concreto). Paralelamente, foram realizados ensaios de resistência à compressão axial, composição, pH e condutividade elétrica específica da solução aquosa dos poros e porosimetria por intrusão de mercúrio. Verificou-se que a idade, a relação a/ag e as adições minerais mostraram uma influência expressiva na resistividade elétrica do concreto, em virtude principalmente das alterações na estrutura dos poros e na quantidade e composição da solução dos mesmos. Os resultados mostraram um crescimento exponencial na resistividade do concreto com o aumento do teor de CCA. Tal fato foi confirmado pelo maior refinamento dos poros e menor condutividade específica da solução dos mesmos, mostrando haver uma ótima correlação entre estes fatores. Assim, os melhores resultados na resistividade elétrica foram obtidos com o teor de 30% de CCA. A melhor relação CUSTO/BENEFÍCIO, para 65MPa de resistência à compressão e 30kΩ.cm de resistividade elétrica, foi obtida com 10% de CCA e, para 65MPa e 60kΩ.cm, os melhores resultados foram atingidos com 20% desta adição.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Currently, it is increasing the search for alternatives to minimize the environmental impact on inputs production. Concrete, highly polluting, is the second most natural material used by man, losing just for the water. Mineral additions have been investigated as partial replacement of cement in concrete, because, besides of providing the use of industrial waste, it can offer improvements in material characteristics. This study analyzed the microstructure of cement pastes composed by sludge produced in water treatment plants (WTP). Seven different traces were investigated: a reference one and 6 traces adding WTP sludge ash in different levels of 5, 10, 15, 20, 25 and 30%. Each trace has been developed to three water/binder (w/b) ratios (0.35, 0.50 and 0.65), ending in 21 different traces, which were studied for different healing ages. Assays of Calorimetry, thermogravimetric analysis (TGA/DTA), setting time, DRX, porosity by mercury intrusion (PIM), chemically combined water, electrical conductivity and hydrogen potential (pH); were performed. From the results, it appears that the increased cement replacement content by WTP sludge ash resulted in an increase in the start and end times of the setting time and decrease in electric conductivity and pH testing. Likewise, a reduction in remnant CH amounts with the increase in WTP sludge ash content shown in TG and XRD tests, as well as reduction in hydration heat because of less formation of side C-S-H. The results for combined chemical water increased when the relations w/b and the WTP sludge ash also increased. When compared to the reference mixture, the increase in WTP sludge ash content resulted in PIM values and the like, although an increase is found in the total area of pores due to change in pore size distribution. / Atualmente a busca por alternativas para minimizar o impacto ambiental na produção de insumos vem aumentando. O concreto é o segundo material mais utilizado pelo homem, perdendo apenas pelo consumo de água. Adições minerais têm sido investigadas como substituição parcial ao cimento no concreto, pois, além de propiciar o aproveitamento de resíduos industriais, podem contribuir nas propriedades do material. Este estudo analisou a microestrutura de pastas de cimento compostas por diferentes teores de cinza de lodo de Estação de Tratamento de Água (CLETA). Foram investigados 7 traços diferentes: um traço de referência e 6 traços com adição de CLETA, para teores de 5, 10, 15, 20, 25 e 30%. Cada traço foi desenvolvido para 3 relações a/ag (0,35, 0,50 e 0,65), totalizando 21 diferentes traços, que foram estudados para diferentes idades de cura. Foram realizados ensaios de calorimetria, análise termogravimétrica (TG), tempo de início e fim de pega, difração de raios X (DRX), Porosidade por Intrusão de Mercúrio (PIM), água quimicamente combinada, condutividade elétrica e potencial de hidrogênio (pH). Dos resultados obtidos, constata-se que o aumento no teor de substituição de cimento por CLETA resultou em aumento nos tempos de início e fim de pega e diminuição na condutividade elétrica e nos valores de pH. Da mesma forma, houve uma redução nos valores de CH remanescente com o aumento no teor de CLETA, evidenciado nos ensaios de TG e DRX, assim como, redução no calor de hidratação devido a menor formação de C-S-H secundário. O teor de água quimicamente combinada aumentou com o aumento na relação a/ag e do de teor de CLETA. Quando comparado à mistura de referência, o aumento no teor de CLETA resultou em valores de PIM semelhantes, embora constate-se aumento na área total de poros, devido a alteração na distribuição de tamanho destes.

A incorporação de resíduos industriais ao concreto, tais como as pozolanas, é uma das soluções para o aproveitamento de subprodutos poluentes estando em acordo com os princípios da sustentabilidade. É objetivo do trabalho discutir e analisar a viabilidade da aplicação de um resíduo das termoelétricas da indústria de beneficiamento do arroz, a cinza da casca de arroz (CCA), como adição mineral em concretos duráveis. Com 88% de sílica em sua composição, a CCA tem grande potencial de utilização em concretos porque possibilita o aumento da resistência à compressão pelas suas características de alta pozolanicidade e grande finura. Misturas de argamassas padrão contendo 0, 5, 10 e 15% de CCA moídas apenas industrialmente e com moagem adicional de 1 hora, foram confeccionadas a fim de se avaliar o comportamento do aglomerante (CPV - ARI PLUS + CCA) em relação à resistência mecânica. Concretos com traços 1:3,5, 1:5 e 1:6,5, relação água-aglomerante igual a 0,45 e 15% de CCA foram ensaiados à compressão. Os ensaios mostraram que a CCA é predominantemente cristalina e tem alta pozolanicidade. Quanto às argamassas padrão e aos concretos, os resultados mostraram que a utilização da CCA em compósitos à base de cimento é viável, além de ser ecologicamente correta. / Industrial residues, such as pozzolan, can be incorporated in concretes as a solution for polluter refuses, according to sustainable principles. The objective of this work it is to discuss and analyze the use of rice thermoeletrical industry residue, the rice rusk ash (RHA), as mineral addition in durable concretes. The RHA can be used to increase the compression strength of concretes once it has high pozzolanicity and thinness, composed by 88% of silica. It was created mixtures of standard mortars containing 0, 5 10 and 15% of industrial grounded RHA and also with one hour of additional grind. The idea of those mixtures was to evaluate the mechanical strength of the agglomerate (pure Portland cement + RHA). Compression tests in poor, normal and rich concretes with water/agglomerate ratio of 0,45 and 15% of RHA were set too. The tests indicated that the RHA is predominant crystalline and it is a high pozzolanicity material. All the analyses showed that the material has suitable and competitive characteristics for application as agglomerate component.

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.