Orientador: Antenor Zanardo / Banca: Ana Paula Margarido Menegazzo / Banca: Maria Margarita Torres Moreno / Resumo: Este trabalho apresenta os resultados, acompanhado das discussões apropriadas, referentes à pesquisa que objetivou viabilizar a utilização das argilas da Formação Corumbataí da região de Rio Claro (São Paulo - Brasil) como principal matéria-prima em formulações de massa cerâmica, para obtenção de um produto com as principais características do grés porcelanato. As matérias-primas utilizadas nas misturas são argilas da Formação Corumbataí provenientes das minas Sartori e Cruzeiro, um material de granulometria mais grossa rejeito de exploração de diabásio, basalto padrão do laboratório de Geoquímica e minério de manganês. Foram estudadas as possíveis adequações do processo, a fim de se obter produtos com propriedades do grés porcelanato, usando argilas de queima vermelha. Os corpos-de-prova foram produzidos em escala laboratorial, utilizando metodologia de produção de grés porcelanato tradicional, combinada com a usada em placas de revestimento cerâmico da classe BIIb, sendo a principal inovação a utilização da moagem via seca no preparo da massa cerâmica. Os ensaios laboratoriais visam a classificação das matérias-primas e caracterização física e química dos corpos-de-prova. A avaliação consiste em verificar a adequação dos resultados às exigências da norma NBR 13818/1997 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) para produtos da classe BIa. O objetivo foi alcançado em algumas destas misturas, gerando produtos com baixa absorção de água, alta resistência mecânica, grande estabilidade química e agradável efeito estético. / Abstract: For this research, clays from Corumbataí Formation were used as the main raw material in the formulation of various mixtures, with the objective of obtaining a ceramic tile with porcelain stoneware characteristics. These mixtures were formulated using clays from the Sartori (Rio Claro-SP) and Cruzeiro (Limeira -SP) deposits, along with diabase waste, basalt and manganese ore. Different process modifications were studied in order to obtain tiles with porcelain stoneware properties, using clays with a high content of Fe2O3. Test samples were produced in laboratorial scale using traditional porcelain stoneware production methodology combined with the method used in BIIb class ceramic floor tiles. Dry milling was the main innovation used to prepare the different mixtures for this study. The laboratorial tests were designed to characterize the raw materials, and to evaluate the physical and chemical properties of the fired test samples. The evaluation consisted of verifying the final results in respect to the requirements of Brazilian Technique Norm (ABNT - NBR 13818/1997) for BIa class ceramic tiles. The objective of this research was realized in that some experimental mixtures produced tiles with low water absorption, high mechanical strength and chemical stability, while being aesthetically pleasing at the same time. / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias Humanas / Made available in DSpace on 2012-10-16T22:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho representa uma contribuição ao conhecimento das argilas do estado catarinense. Ele atende a necessidade de sistematização das informações colhidas pelo autor, em duas décadas de prospecção de matérias primas para uso cerâmico, e se constitui num produto de integração de informações geológicas, morfoclimáticas e tecnológicas, desenvolvido dentro de uma perspectiva de síntese geográfica, executado na área de Utilização e Conservação de Recursos Naturais de Pós-Graduação em Geografia da UFSC. A aplicação dos princípios de metodologia científica da pesquisa com um enfoque geográfico, permitiu a cartografia dos distritos de argilas e resultou numa avaliação globalizante comparativa entre as diferentes variedades de argilominerais catarinenses, informações estas, até então inexistentes no estado. Integram este trabalho, mapas de distribuição geográfica, geomorfológica e geológica, perfis geológicos e químicos dos distritos de argilas, uma discussão da gênese e caracterização morfoclimática dos diferentes agrupamentos de argilominerais e os resultados de milhares de ensaios químicos, mineralógicos e tecnológicos, das argilas e suas aplicações nos vários ramos da indústria cerâmica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T02:36:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287037.pdf: 1118690 bytes, checksum: 36652b2fce8b1bdb72cdd0ac1217384b (MD5) / As interações existentes entre argilas montmoriloníticas e metais pesados são de grande importância industrial devido, principalmente, à alta toxicidade dos íons metálicos de grande peso atômico. Com isto, são numerosos os trabalhos que aplicam o poder adsortivo destas argilas, naturais ou modificadas, ao tratamento de efluentes industriais. Entretanto, a capacidade de reter espécies metálicas tem despertado um novo interesse, que consiste na produção de materiais antimicrobianos. O poder bactericida de alguns íons metálicos, como o Ag+, o Cu2+ e o Zn2+, associado ao suporte e estabilidade dados pela argila, forma um material de excelente ação contra os mais diversos microorganismos. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um material com atividade antimicrobiana a partir da bentonita nacional do município de Quatro Barras e de seu tratamento com AgNO3. Para a modificação da bentonita, foram realizados alguns pré-tratamentos de natureza mecânica e química que visavam o beneficiamento da argila natural, para facilitar a posterior troca dos cátions interlamelares pelos íons de prata. Foi avaliada, desta forma, a influência de processamentos mecânicos de atrição/peneiramento e sedimentação, e de reações de ativação alcalina com NaOH e Na2CO3 sobre o processo. As amostras de bentonita in natura e as obtidas pelos diferentes tratamentos foram caracterizadas inicialmente através de técnicas de Difração de Raios-X, Fluorescência de Raios-X e Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X. Ensaios tecnológicos, que analisam propriedades como a Capacidade de Troca Catiônica, Área Superficial e Índice de Inchamento da argila foram aplicados para avaliar as alterações causadas pelos pré-tratamentos. Análises de Absorção Atômica foram executadas sobre as amostras modificadas com prata, para quantificação dos íons trocados e adsorvidos pela argila. As amostras antimicrobianas, por sua vez, foram avaliadas segundo os testes microbiológicos de Disco-Difusão em Ágar e de Concentração Mínima Inibitória (CIM), executados sobre as bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus. / Interactions between montmorillonites and heavy metals are of great industrial importance, mainly due to the toxicity of metallic ions of high atomic weight. With this, numerous works apply the adsorptive power of such clays, natural or modified, to waste disposal treatments. However, the capacity of retain metallic species is causing a new interest, consisting on the production of antimicrobial materials. The bactericidal power of some metallic ions, such as Ag+, Cu2+ and Zn2+, associated to the suport and stability given by the clay, forms a material of excelent action against the most different microorganisms. The present work had the objective of developing a material with antimicrobial activity from the national bentonite of Quatro Barras# city, and its treatment with AgNO3. For the bentonite modification, some pretreatments of mechanical and chemical nature were made in order to beneficiate the natural clay, and allow better conditions for the posterior ion exchange between the interlayer cations and the silver ions. Hence, the influence of mechanical processings of atriction/sieving and sedimentation, and alkaline activation reactions with NaOH and Na2CO3 on the process were evaluated. Samples of natural bentonite, and the samples obtained after each treatment, were initially characterized through techniques of X-Ray Diffraction, X-Ray Fluorescence and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy. Technological runnings that analyse properties as Cation Exchange Capacity, Superficial Area and Swelling Index of the clay, were applied to evaluate the alterations caused by all pre-treatments. Atomic Absorption Spectroscopy was executed on the samples impregnated with silver, to quantify the exchanged and adsorbed ions. The antimicrobial samples, by its turn, were tested according to microbiological techniques of Disk Susceptibility Test and Minimum Inhibitory Concentration (MIC), executed on Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303904.pdf: 1366893 bytes, checksum: 5acea4ec13af3fe8ca58934ce89aacde (MD5) / As argilas bentoníticas são utilizadas amplamente na indústria em diversas aplicações, devido às suas propriedades como capacidade de troca catiônica, de inchamento, de adsorção e a plasticidade. A propriedade de interesse neste trabalho é a alta capacidade de adsorção que estas argilas têm, principalmente após um tratamento químico com ácido mineral, chamado ativação ácida. A indústria de óleos vegetais utiliza em uma das etapas de refino do óleo, chamada de clarificação, as argilas bentoníticas ácido-ativadas com a finalidade de retirar compostos que conferem cor ao óleo. Estes compostos são adsorvidos na argila, que quando fica saturada, é descartada e encaminhada a aterros industriais. Este resíduo é considerado perigoso por conter material oleoso, que pode entrar em combustão facilmente. Vários estudos foram feitos com a finalidade de recuperar as argilas para reuso no processo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de regeneração da argila usada para reuso no processo industrial. Vários solventes foram estudados e escolhemos o álcool etílico como o agente de eluição, haja vista que apresentou sempre bons resultados na extração das substâncias adsorvidas, comparativamente a outros solventes, além do fato de que este álcool é menos tóxico do que os outros solventes. Foram realizados procedimentos laboratoriais com variação de tempo e temperatura de extração. Entretanto, embora tenhamos um bom índice de extração do material oleoso, 89,12% em peso, observamos um teor residual em torno de 9% em peso do óleo, verificado após lavagem com solução de hidróxido de sódio, da argila após extração com etanol. Comparando a diferença do clareamento do óleo utilizando a argila lavada e a virgem, verificamos uma diferença acentuada na coloração, quando a argila virgem foi mais eficiente no processo. Portanto, podemos considerar ineficaz o processo de recuperação das argilas usadas utilizando somente extração com solventes, neste caso o álcool etílico anidro, pois não houve regeneração da argila usada com a mesma capacidade de clareamento de uma argila virgem. / The bentonitic clays are widely used in industry in many applications due to their properties such as cation exchange capacity, swelling capacity, the high adsorption power and plasticity. The property of interest in this work is the high adsorption capacity that these clays have, especially after a chemical treatment with mineral acid, called acid activation. The vegetable oil industry uses in one of the stages of oil refining, called clarification, the acid-activated bentonite clay in order to remove compounds that give color to the oil. These compounds are adsorbed on clay, and when it is saturated, it is discarded and sent to landfills. This waste is considered dangerous because it contains fatty material, which can easily ignite. Several studies have been done in order to recover the clay for reuse in the process. The objective of this study was to develop a method of regeneration of clay used for reuse in industrial process. Several solvents were studied and we chose ethanol as the elution agent considering that it always presented good results in the extraction of adsorbed substances, compared to other solvents, besides the fact that this alcohol is less toxic than other solvents. Laboratory procedures were performed with a range of time and extraction temperature However, although we have a good rate of extraction of oil material, 89.12% by weight, we had a residual level of about 9% by weight of oil, observed after washing with solution of sodium hydroxide of the clay after extraction with ethanol. Comparing the difference in the bleaching of oil using washed clay and a virgin clay, we verify a marked difference in coloration, when the virgin clay was more efficient in the process. Therefore, we may consider ineffective the regeneration process of used clays using only solvent extraction, in this case anhydrous ethyl alcohol, because there was no regeneration of the clay used with the same bleaching capacity of virgin clay.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301491.pdf: 1634114 bytes, checksum: 2c28279a21d3b53c728f59666511eee8 (MD5) / Compósitos e nanocompósitos poliméricos são materiais que agregam propriedades mecânicas e de barreira à permeação a gases superiores aos materiais poliméricos tradicionais. O polipropileno e polietileno são poliolefinas derivados da reação de polimerização do propeno e etileno. As poliolefinas tem um amplo campo de aplicação, em particular, o setor de embalagens, recipientes e componentes para o setor eletrônico, sendo em alguns setores de aplicação regulamentado por normas especificas como para o uso de aditivos que lhe confere propriedades anti-chamas. Agentes retardantes de chamas podem ser incorporados em matriz polimérica através de varias técnicas de incorporação ou rotas. No presente estudo, foram desenvolvidos compósitos e nanocompósitos através da técnica de incorporação do estado fundido (extrusão) com a incorporação de argilas e agentes retardantes de chamas. Foram analisadas metodologias de incorporação, propriedades de flamabilidade, degradação térmica e propriedades mecânicas dos compósitos, bem como a morfologia presente para os nanocompósitos. A investigação preliminar através do ensaio de UL-94 vertical permitiu obter resultados preliminares dos compósitos e nanocompósitos que apresentaram bom desempenho. As análises estruturais morfológicas dos nanocompósitos em relação ao polipropileno e polietileno confirmaram a obtenção de uma estrutura com um grau de intercalação com boa dispersão das lamelas de argila ao longo da matriz poliméricas e aditivadas com retardantes de chamas. Análises térmicas constaram a diminuição da taxa de calor liberado tempo de ignição e alta liberação de fumaça, devido à combustão incompleta do material. Os ensaios mecânicos de tração indicaram que a presença de argila ocasiona um aumento das propriedades mecânicas de tração (como força de ruptura, módulo) em comparação ao polímero virgem. Os compósitos obtidos apresentaram resultados satisfatórios de flamabilidade a teores de retardantes de chamas interessantes condizentes a literatura. As analises térmicas mostraram menores tempos de ignição em comparação ao polímero virgem e também menor taxa de calor liberado. Apesar das boas propriedades de flamabilidade, as propriedades mecânicas foram influenciadas negativamente com adição dos agentes retardantes de chamas, obtendo propriedades de tração inferiores em comparação ao polímero virgem. / Composites and polymer nanocomposites are materials that add mechanical properties and barrier to permeation by gases superior to traditional polymeric materials. The polyolefin are polypropylene and polyethylene derived from the polymerization of propylene and ethylene. Polyolefin have a wide range of applications, in particular, the packaging industry-packing's, containers and components for the electronics sector, and in some application sectors regulated by specific rules as to the use of additives that give it special properties anti - throwers. Flame retardants can be incorporated into the polymer matrix through the incorporation of various techniques or routes. In this study, composites and nanocomposites were developed using the technique of incorporation of the melt (extrusion) with the addition of clay and flame retardants. Methodologies were analyzed for incorporation, flammability properties, thermal degradation and mechanical properties of composites, as well as the morphology gift for the nanocomposites. The preliminary investigation by testing UL-94 vertical possible to obtain preliminary results of composites and nanocomposites that showed good performance. Structural analysis of morphological nanocomposites compared to polypropylene and polyethylene confirmed to obtain a structure with a degree of intercalation with good dispersion of clay lamellae along the polymeric matrix and doped with flame retardants. Thermal analysis consisted of the reduction rate of heat release ignition timing and high release of smoke due to incomplete combustion of the material. The tensile test indicated that the presence of clay leads to an increase in tensile mechanical properties (such as tensile strength, modulus) compared to virgin polymer. The composites obtained satisfactory results of the flammability levels before Retard-consistent flame interesting literature. The thermal analysis showed me minors ignition times compared to the virgin polymer and lower rate of heat released. Despite the good flammability properties, mechanical properties were negatively impacted witch the addition of flame retardants, getting traction properties lower compared to virgin polymer.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:59:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As argilas se constituem em meios adsorventes com uma estrutura muito porosa e fina cujo volume de vazios chega até 50% do volume total das partículas. Uma propriedade a ser considerada durante o processo de adsorção com argilas é o fenômeno de inchamento (swelling) que ocorre quando as partículas de argila entram em contato com soluções aquosas. Estas características inerentes ao material adsorvente dificultam a aplicação destes materiais em coluna de leito fixo devido a compactação do leito aumentando a perda de carga no sistema associada também ao surgimento do fenômeno de colmatação. O presente trabalho tem como objetivo estudar formas de diminuir estes efeitos, através da fixação de argila sobre a superfície de partículas poliméricas ou então, alternativamente, da utilização de uma manta de poliéster (Bidim®), separando e imobilizando camadas de argila, para utilização em colunas segundo processos contínuos de adsorção. Através de ensaios em batelada e em colunas de percolação, foi realizado o estudo da adsorção do corante antocianina comercial proveniente do repolho roxo em argila Tonsil Terrana 580 FF. Com esta mesma argila, e também com argila Spectrogel BP e sílica amorfa Dioxil-RH, foram efetuados alguns testes preliminares para a remoção de sódio residual do biodiesel em sistema batelada. Concluiu-se que o tratamento térmico pelo qual passa a argila no processo de fixação sobre o polímero pouco afetou ou atuou de forma benéfica, aumentando o seu poder adsortivo. Isto foi comprovado pelos ensaios de adsorção em batelada e melhoria nas características de área superficial, diâmetro e volume de poro observadas nas determinações de BET. Também as determinações de difração de raios-X, DTA e TG indicaram que não ocorreu mudança na estrutura cristalina da argila, mas apenas perda de moléculas de água livre. Os pellets formados de polietileno e argila em estufa apresentaram uma fixação homogênea da argila em sua superfície e a espessura da camada após o processo de adsorção e dessorção em batelada mostrou uma redução em torno de 50%. Com a técnica de planejamento experimental, foram analisados cinco fatores de operação (Temperatura, Tempo, Tipo de EVA, Rotação e Massa de polímero) na fixação de argila Tonsil Terrana 580FF no poli(etileno-co-acetato de vinila) (EVA), utilizando rotavapor adaptado. Verificou-se que os fatores temperatura e massa de polímero foram os mais significativos, sendo que, com o acréscimo da massa de polímero e da temperatura, a massa de argila fixada encontrou-se na região ótima de processo, em temperaturas na faixa de 140 a 170 ºC e massa de polímero de 50 a 80g. Em relação à proporção de massa de argila fixada:polímero, o processo com poliestireno de baixo peso molecular apresentou um valor em torno de 0,30, enquanto que o polietileno apresentou um valor de 0,13 e o EVA um valor de 0,11 g de argila por grama de polímero. Estes pellets recobertos apresentaram vantagens em relação à argila original, tais como facilidade de sedimentação e separação dos sólidos em processos batelada, pela ação da própria força gravitacional, sem a necessidade da adição de floculantes e/ou utilização de centrífugas. Nos processos contínuos de leito fixo, obteve-se melhor escoamento da fase fluida, com uma distribuição mais uniforme e maior velocidade de permeação, praticamente eliminando os problemas de compactação e colmatação. Em relação à opção de utilização da manta de Bidim®, pode-se chegar a um acréscimo de 100% na massa de adsorvente em comparação aos pellets recobertos com argila, atingindo-se um valor máximo testado de 12,5 g de argila em uma coluna com volume total de 16,8 cm3. As dificuldades neste sistema ficam por conta da vedação e uniformidade de molhamento do leito. As duas propostas de arranjo experimental se credenciaram para o processo de adsorção de corante do repolho roxo em argilas, apresentando vantagens consideráveis em relação à utilização do adsorvente "in natura" (pó), em sistemas em batelada e em coluna. No que se refere à remoção do sódio residual do Biodiesel, os três materiais adsorventes testados (argila Tonsil Terrana 580 FF, argila Spectrogel BP e sílica amorfa Dioxil-RH) se mostraram eficientes para a remoção do sódio residual do biodiesel, abaixo da concentração limite fixada pela legislação, ou seja, de 10 ppm.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2007. / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:26:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275532.pdf: 10974698 bytes, checksum: cc355f7f7ac767c0a5f0cc1f78f5f233 (MD5) / O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um programa de simulação térmica de fornos rotativos, que seja bastante versátil e que permita avaliar o comportamento térmico deste tipo de forno com diferentes concepções e sob diferentes condições operacionais, para servir como uma ferramenta auxiliar no seu projeto e na avaliação de sua viabilidade técnica e econômica. O foco da utilização do programa de simulação desenvolvido neste trabalho é o projeto de um forno rotativo para a produção de agregado de argila calcinada, como forma de solucionar o problema da disponibilidade de materiais de qualidade para a construção civil e pavimentação em regiões distantes dos centros produtores. Assim, uma revisão da utilização de agregados de argila calcinada em obras de construção civil é apresentada e uma rota de produção deste agregado em um forno rotativo é proposta. O modelo matemático e o funcionamento geral do programa de simulação computacional de fornos rotativos desenvolvido neste trabalho são descritos, e resultados de diversas simulações realizadas são apresentados como estudos do comportamento térmico do forno rotativo da planta produtiva proposta. Finalmente, com base nos dados levantados no decorrer deste trabalho e nos resultados das simulações computacionais são sugeridas diversas recomendações de projeto para o forno rotativo para produção de agregado de argila calcinada, com vistas a um aumento da qualidade do processo de calcinação e a redução do consumo de combustível.

O comportamento geotécnico de um depósito de argilas é estudado nesta pesquisa, a partir de um extenso programa de ensaios de campo e de laboratório. Os estudos são concentrados em um campo experimental localizado na CEASA, na cidade de Porto Alegre. Outros locais foram também investigados, na área do Aeroporto Internacional Salgado Filho e na Estrada Tabaí-Canoas, com o objetivo de testar as metodologias e correlações estabelecidas a partir dos resultados obtidos na CEASA. Esta abordagem permitiu definir propriedades gerais de comportamento do depósito de argilas moles, válidas para toda a região da Grande Porto Alegre. A pesquisa envolveu uma extensa campanha de ensaios in situ, na qual foram realizados ensaios de cone elétrico, piezocone com medidas de poro-pressão em diversas posições, pressiômetro e palheta. Em todos os casos, o trabalho realizado envolveu a construção elou a manutenção dos equipamentos, operacionalização e interpretação dos resultados. Os primeiros ensaios pressiométricos realizados na região Sul do Brasil são apresentados nesta tese, utilizando um aparelho tipo Ménard, colocado em funcionamento nos estágios iniciais da pesquisa. A primeira série de ensaios de cone elétrico e piezocone é também relatada nesta tese, cujo programa experimental incluiu o desenvolvimento do sistema de cravação, aquisição de dados e saturação do sistema de medição, além da manutenção dos sensores elétricos dos cones. Em paralelo aos ensaios in situ, descrevem-se os resultados de ensaios de laboratório obtidos através de amostras deformadas, para a caracterização do material, e amostras indeformadas, obtidas com amostradores tipo "Shelby", para determinação de propriedades de comportamento do solo. Também são apresentados os procedimentos adotados durante a amostragem com tubos de pistão estacionário de diâmetro de 125 mm (5"). Os resultados de XXX ensaios de adensamento e triaxiais, dos tipos não-adensado não-drenado (UU) e adensado isotropicamente não-drenado (CIU), são interpretados. Nos ensaios triaxiais utilizam-se medições internas de força e deformações, deformações estas que são medidas através de dispositivos, construídos durante a fase experimental do trabalho, empregando sensores de efeito Hall. A análise dos resultados dos ensaios de campo e laboratório possibilitou a previsão de propriedades fundamentais de comportamento do solo, incluindo estimativas da resistência ao cisalhamento não-drenada, razão de pré-adensamento do depósito, módulos de deformabilidade das argilas e coeficientes de adensamento. Conclui-se que há, em geral, concordância entre as estimativas obtidas em campo e em laboratório. Os valores previstos através dos ensaios realizados nos três campos experimentais são da mesma ordem de magnitude, indicando que há relativa homogeneidade no depósito e que as correlações estabelecidas são válidas para toda a região em estudo. Ao final do trabalho são apresentadas conclusões sobre as características geológicas e geotécnicas do depósito. Também são listados os parâmetros geotécnicos de comportamento do solo, sugerindo-se seu uso como referência a projetos específicos de uso e ocupação em desenvolvimento na região. / The geotechnical behaviour of a soft clay deposit is discussed in this research on the basis of an extensive testing programme that comprises laboratory and in situ tests. The study reports data from the CEASA experimental testing site located in Porto Alegre. Two other sites have also been investigated, the Salgado Filho International Airport and the Tabai- Canoas Road, with the aim of verifying the applicatility of proposed methodologies and correlations developed at the CEASA site. Geotechnical properties for the whole site have been established which can be used for the Porto Alegre Metropolitan area. Electrical cone test, piezocone with pore pressure measurements at severa1 locations along the shaft, pressuremeter tests and vane tests are reported in this reserch. Construction andlor maintenance of the equipment, testing procedures and interpretation of results are part of the activities carried out in the experimental work. The first series of pressuremeter tests performed in the southern region of Brazil are presented in this thesis, in which a Ménard pressuremeter was used. The first series of cone and piezocone tests are also reported; developments on the hidraulic driving system, data acquisition system and saturation chamber were required to update the equipment, as well as maintenance on the electrical sensor of the cone. In parellel to the in situ testing programrne, series of laboratory tests were carried out on disturbed and undisturbed sarnples. The first allowed a characterisation of the soil to be made, the fonner was used to predict soil properties of the site. Undisturbed sampling was obtained from Shelby 125 rnrn (5") tubes. Consolidation and triaxial tests, unconsolidated undrained UU and isotropically consolidated undrained CIU, were performed with the undisturbed samples. Interna1 measurements of loads and strains were recorded when using the triaxial apparatus. Displacements were measured using Hall effect sensors constructed at early stages of the experimental testing programme. Soil properties were predicted from the interpretation of testing data from both laboratory and in situ tests. The undrained shear strength, the overconsolidation ratio, deformability parameters and the coefficient of consolidation were estimated. A good agreement is generally observed between properties assessed from laboratory and in situ testing data. Values of measured properties were similar for the three tested areas which indicates that the site is reasonably homogeneous and that the correlations established here are applied to the whole area around the city of Porto Alegre. Conclusions related to the geological and geotechnical characteristics of the area are given at the end of this thesis. Soil properties are listed and a suggestion is made reporting values that should be adopted as reference for geotechnical design problems in this deposit.

Neste trabalho foi avaliado o método de intercalação via co-coagulação na preparação de nanocompósitos de SBR com uma montmorilonita organicamente modificada (OMMT) com o objetivo de desenvolver nanocompósitos com propriedade de barreira a gases superior aos compostos elastoméricos convencionais. Foram preparados nanocompósitos de SBR com enxofre e MBTS contendo 3, 6 e 9 phr de OMMT avaliando-se as melhores condições de incorporação da OMMT in-situ durante a co-coagulação. Também foi avaliada a influência da nanoargila na cura e nas propriedades do SBR. Os compósitos foram caracterizados por calorimetria diferencial de varredura (DSC), termogravimetria (TGA) e difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise dinâmico-mecânica (DMA) e ensaios físicos (tração e dureza). O processo com maior tempo (168 h) de intumescimento da OMMT no látex de SBR e a co-coagulação rápida foi a melhor condição de processo para a obtenção de nanocompósitos com morfologia intercalada. A avaliação da cura dos nanocompósitos por DSC e pela curva reométrica permitiu verificar que a OMMT acelera a reação de reticulação do SBR por enxofre. A avaliação dos nanocompósitos não vulcanizados por DRX mostrou que houve intercalação de SBR nas nanocamadas da OMMT independente do teor desta e das condições utilizadas na co-coagulação do látex. A morfologia dos nanocompósitos vulcanizados, avaliada por DRX e MET, revelou que houve esfoliação parcial e intercalação da OMMT para os três teores de nanoargila utilizados. Os nanocompósitos avaliados apresentaram pequenas variações na Tg em relação ao composto de SBR sem nanoargila. O coeficiente de permeabilidade ao oxigênio avaliado em filmes dos nanocompósitos decresceu com o aumento do teor de OMMT incorporada nestes, sendo para o nanocompósito de SBR com 9 phr, 44% menor que o observado para o filme sem OMMT. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos com 6 e 9 phr de OMMT foram significativamente superiores ao composto sem OMMT. Verificou-se que o método de incorporação da OMMT in-situ durante a co-coagulação látex de SBR foi eficiente, embora ainda possa ser otimizado. / In this study, the preparation method of SBR-clay nanocompósitos by cocoagulating both the latex and the organically modified montmorillonite (OMMT) were investigated in order to achieve nanocomposites with good gas barrier property. SBR-clay nanocomposites prepared with 3, 6 and 9 phr of OMMT were cured with MBTS and sulfur evaluating the best conditions for OMMT incorporation during insitu co-coagulation. The nanoclay influence on the SBR reaction cure and the nanocomposite properties was evaluated. The composites were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), dynamic mechanical analysis (DMA) and physical tests. The process with the longest OMMT swelling (168 h) in the SBR latex and the fastest co-coagulation rate was the best option for the production of intercalated nanocomposites. The evaluation of the SBR cure by DSC and rheometric curve showed that the OMMT accelerates the elastomer crosslinking reaction by sulfur. XRD analyses of the uncured nanocomposites through showed intercalated morphology independent of the nanoclay content and conditions in the latex co-coagulation process. The morphology of the cured nanocomposites showed OMMT partial intercalation and exfoliation for the three concentrations of nanoclay used. The nanocomposites evaluated showed small variations in glass transition temperature when compared with the nanoclay free SBR compound. The coefficient of oxygen permeability in the nanocomposite films decreased with the amount of OMMT, being 44% lower in the nanocomposite with 9 phr compared to the pattern without OMMT. The mechanical properties of nanocomposites with 6 and 9 phr of OMMT were significantly higher than the compound without nanoclay. The method of OMMT in-situ incorporation during the co-coagulation of SBR latex was found effective; although it can still be improved.

Esta pesquisa tem por objetivo reunir, compilar e analisar as informações relacionadas à caracterização geotécnica dos depósitos de solos moles do Estado do Rio Grande do Sul, através de dados obtidos de pesquisas anteriores e de projetos de infra-estrutura. O conjunto das informações obtidas nesta dissertação constitui-se em um banco de dados valioso, no qual são disponibilizadas as principais propriedades geotécnicas de argilas e as correlações que possibilitam suas estimativas. O estudo foi dividido em duas regiões, nas quais a ocorrência destes solos é mais freqüente e o investimento em infra-estrutura é importante: Porto Alegre e Rio Grande. Dentro destas regiões, temos ainda algumas subdivisões de vários depósitos estudados, que fornecem as características particulares de cada região. O estudo conta com uma caracterização geológica e um histórico das formações dos solos moles do estado do Rio Grande do Sul. Um extenso levantamento dos índices físicos é apresentado para caracterização e comparação dos dois locais, através do qual são reunidas informações relacionadas a granulometria, índice de vazios, limites de Atterberg, peso especifico natural, umidade natural e outros. Os ensaios de laboratório forneceram o comportamento tensão-deformação-resistência para amostras retiradas dos locais de estudo, fornecendo os parâmetros indispensáveis à completa descrição do comportamento do material, como: resistência não-drenada ao cisalhamento, Su, índice de compressão, ângulo de atrito efetivo, coesão efetiva e nível de préadensamento, OCR. Correlacionando-se também alguns destes parâmetros, é possível estabelecer padrões de comportamento que são consistentes com outros locais já estudados nacional e internacionalmente. A análise dos ensaios de campo completa a caracterização dos depósitos, fornecendo uma visão geral dos perfis de subsolo. O cruzamento de dados de campo e laboratório possibilita o estabelecimento de correlações para a estimativa de Su e OCR para os depósitos. Resultados espúrios são desconsiderados nas análises apresentadas.