Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-03-28T18:40:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ana Paula Zenóbia Balduino - 2016.pdf: 1728908 bytes, checksum: 9be0fded92c1a4fb663d04300deb1993 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-31T10:36:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ana Paula Zenóbia Balduino - 2016.pdf: 1728908 bytes, checksum: 9be0fded92c1a4fb663d04300deb1993 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-31T10:36:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ana Paula Zenóbia Balduino - 2016.pdf: 1728908 bytes, checksum: 9be0fded92c1a4fb663d04300deb1993 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the present study aimed to analyze samples of cosmetic clays (white, red and green) used in facial treatments with regard to chemical composition, assessing the existence of potentially toxic metals to health, regulated by RDC Resolution nº 48 of ANVISA and their fluorescence concentrations of X-ray energy dispersive (EDXRF). For structural analysis, samples were characterized by diffraction techniques X-ray (XRD) and conventional, high-resolution laser spectroscopy in the infrared Fourier transform spectroscopy (FTIR), for determining the clay forming and impurities for each sample. In addition, we evaluated the bioavailability of metals in samples by the method proposed by Rodriguez and Diaz the release test metals by acid treatment. The EDXRF analysis for the analyzed clays showed the presence of 5 (Ba, Cr, Pb, Nd and Zr) metals regulated by ANVISA Resolution RDC nº 48 as prohibited. XRD analysis of the fresh samples showed the presence of clays of the kaolinite, illite, halloysite, dickite, montmorillonite and mica muscovite the presence of mineral impurities. In assessing the availability of harmful metals present in samples by treating this acid pointed by XRD technique the progressive decline and the loss of crystallinity of the peaks relating to mineral impurities. In FTIR analysis for fresh samples stands out the band in the region 1382 cm-1 present as an impurity and its removal after acid treatment. It follows therefore that these clays have some undesirable metals in its composition, and to carry out an acid attack these species become available and may cause problems to health, requiring more rigorous quality control because it is a product of continuous use. / No presente estudo objetivou-se analisar amostras de argilas cosméticas (branca, vermelha e verde) usadas em tratamentos faciais com relação à composição química, avaliando a existência de metais potencialmente tóxicos para a saúde, regulados pela resolução RDC nº 48 da ANVISA e suas respectivas concentrações por fluorescência de raios-X com energia dispersiva (EDXRF). Para a análise estrutural, as amostras foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios-X (DRX) convencional e de alta resolução e espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), para a determinação dos argilominerais formadores e impurezas presentes para cada amostra. Além disso, avaliou-se a biodisponibilidade dos metais nas amostras pelo método proposto por Rodriguez e Diaz, pelo teste de liberação de metais por tratamento ácido. A análise de EDXRF para as argilas analisadas apontaram a presença de 5 (Ba, Cr, Pb, Nd e Zr) metais regulados pela resolução ANVISA RDC nº 48 como proibidos. A análise de DRX para as amostras in natura das argilas apontaram a presença dos argilominerais caulinita, ilita, haloisita, diquita, montmorilonita e mica muscovita e a presença de impurezas minerais. Ao avaliar a disponibilidade dos metais nocivos presentes nas amostras pelo tratamento ácido este apontou pela técnica de DRX a diminuição progressiva e a perca da cristalinidade dos picos referentes às impurezas minerais. Na análise de FTIR para as amostras in natura destaca-se a banda na região de 1382 cm-1 presente na forma de impureza, e sua remoção após tratamento ácido. Conclui-se, portanto que estas argilas possuem alguns metais indesejáveis em sua composição, e ao realizar um ataque ácido estas espécies se tornam disponíveis, podendo ocasionar problemas a saúde, sendo necessário um maior rigor no controle de qualidade por se tratar de um produto de uso contínuo.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orley Magalhaes de Oliveira.pdf: 4119378 bytes, checksum: 413581fe825f28b350fb47328f7a79a6 (MD5) Previous issue date: 2011-11-28 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The kaolinitic clays are widely used in ceramic industry. Those with a light coloring after firing are of interest for the production of coatings due to their aesthetic. Clays from the Southwest Vitoria da Conquista, Bahia, were characterized in order to check their properties and composition. The used methods were Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis, water absorption, shrinkage by firing, flexural tensile by strength and x rays powder diffraction. The samples were fired at 1100 oC and 1200 oC. The analyses show that it is clay containing mainly kaolinite, quartz and mica. A particle size analysis showed that only 35% of the sample passes through the 200 sieve (0.075 mm). The percentages found in the atomic absorption test indicate that the samples are composed mainly of SiO2 and Al2O3, compounds that were confirmed by the Rietveld method. After firing, these clays had a light color, which is recommended for the manufacture of ceramic products and traditional handicrafts. / As argilas cauliniticas possuem ampla utilização na indústria cerâmica. As argilas que apresentam cor clara após a queima são interessantes para produção de revestimentos devido ao apelo estético. Caracterizou-se uma argila de Vitória da Conquista no Sudoeste da Bahia, com o objetivo de verificar as suas propriedades e composições. Os métodos de caracterização utilizados foram a calorimetria exploratória diferencial (DSC), a análise termo gravimétrica (TG), a absorção de água, retração na queima, a tensão de ruptura a flexão em 3 pontos de corpos queimados a 1100ºC e 1200ºC e a difração de raios X. As análises feitas mostram que se trata de uma argila contendo principalmente caulinita, o quartzo e mica. Na análise granulométrica observou-se que apenas 35 % da amostra passa pela peneira 200 (0,075 mm). Os percentuais encontrados no ensaio de absorção atômica indicam que a amostra é constituída principalmente de SiO2 e Al2O3, que foram confirmados através do método de Reitveld. Após a queima esta argila apresentou uma cor clara, sendo indicada para a fabricação de produtos cerâmicos tradicionais e de artesanato.

Nanocompósitos de PMMA/ argila montmorilonita foram obtidos por fotopolimerização in situ. O metacrilato de metila foi polimerizado na presença de argilas modificadas usando Tioxantona (TX) e etil 4-(dimetilamino) benzoato (EDB) como sistema fotoiniciador. As argilas montmorilonitas SWy-1 modificadas, SWy-1-C8 e SWy-1-C16, foram preparadas pela troca de íons com brometo de octiltrimetilamônio (C8) e brometo de hexiltrimetilamônio (C16), respectivamente. A difração de raios-X indicou que os compósitos de PMMA/argila podem ter estruturas intercaladas ou esfoliadas, ou mesmo uma mistura de estruturas em camadas esfoliada e parcialmente intercalada. A estrutura de cada nanocompósito depende da concentração de argila e do solvente utilizado na preparação. A influência da concentração de argila organofílica, natureza do solvente e tipo de argila nas propriedades térmicas e mecânicas foi estudada por análise termogravimétrica e análise dinâmico-mecânica. Todos os nanocompósitos preparados em acetonitrila exibiram melhora da sua estabilidade térmica, principalmente devido à interação entre a argila e o polímero que é maximizada através da estrutura da argila esfoliada. No caso do PMMA e nanocompósitos sintetizados em etanol, a estabilidade térmica do polímero e nanocompósitos foi praticamente a mesma, uma vez que a estrutura da argila é predominantemente do tipo intercalada. Na velocidade de polimerização observou-se que os fatores que mais influenciaram foram a concentração de argila e o tipo de solvente. A argila proporciona a formação de microambientes que estabilizam o estado excitado do iniciador formando mais radicais livres e consequentemente aumentando a velocidade polimerização. A utilização da acetonitrila, a qual é um melhor solvente para o PMMA proporcionou massas molares menores. A degradação foto-oxidativa dos nanocompósitos de PMMA/ argila foi investigada utilizando cromatografia de exclusão de tamanho (SEC). Foram encontradas evidências de que o PMMA e nanocompósitos degradam por cisões aleatórias de cadeias. A polidispersidade aumentou após a irradiação e o coeficiente de degradação de PMMA puro é de até seis vezes maior do que para os nanocompósitos. O efeito sobre os coeficientes de fotodegradação da concentração de argila, tipo argila (argila modificada por agentes tensoativos com diferentes comprimentos de cadeias de alquílica) e o solvente utilizado para a dispersão de argila orgânica, também foram estudados. / Montmorillonite clay/PMMA nanocomposites were obtained by in situ photopolymerization. Methyl methacrylate was polymerized in the presence of modified clays using thioxanthone (TX) and ethyl 4-(dimethylamino) benzoate (EDB) as photoinitiating system. The SWy-1 montmorillonite modified clays, SWy-1-C8 and SWy-1-C16, were prepared by ion exchange with octyltrimethylammonium bromide (C8) and hexyltrimethylammonium bromide (C16), respectively. X-ray diffraction indicated that clay/PMMA composites have intercalated or exfoliated structures, or even a mixture of exfoliated and partially intercalated structure layers. The structure of each particular nanocomposite depends on the clay loading and the solvent used for the preparation.The influences of organoclay loading, solvent nature and clay type on thermal and mechanical properties were studied by thermogravimetric analysis and dynamic mechanical analysis. All the nanocomposites prepared in acetonitrile exhibited improvement in their thermal stability, mainly due to the interaction between the clay and the polymer which is maximized by the exfoliated clay structure. In the case of PMMA and nanocomposites synthesized in ethanol, the thermal stability of polymer and nanocomposites remained practically the same once the clay structure is predominantly of the intercalated type. It was observed that the factors that most influenced the polymerization rate were the concentration of clay and type of solvent. The clay provides the formation of microenvironments that stabilizes the excited state of the initiator forming free radicals and consequently increasing the polymerization rate. The use of acetonitrile, which is a better solvent for PMMA gave the lowest molar weight. The photooxidative degradation of clay/PMMA nanocomposites has been investigated using size exclusion chromatography (SEC). Evidence was found that PMMA and composites degrade by random chain scissions. The polydispersity increases after irradiation and the degradation rate coefficient for pure PMMA is up to 6 times larger than that for the composites. The effect on the photodegradation rate coefficients of the clay content, clay type (clay modified by surfactants with different lengths of alkyl chains) and solvent used for dispersion of organic clay were also studied. The relationship of these parameters on the photodegradation process was statistically evaluated using a two-level factorial design.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Tartari.pdf: 9550409 bytes, checksum: 139b195eb1b11dbe7bfc7a238de6d98b (MD5) Previous issue date: 2008-12-05 / The objective of this work is to research the development of methods for utilizing the sludge generated in the Tamanduá water treatment plant, located in the city of Foz do Iguaçu - PR, as a prime material for the production of red ceramic. For this purpose, it was used beyond the mud, four clays originating geological region of western Paraná, called: Plastic (OP) and Sand (AO) from Santa Rita Ceramic and Plastic (AP) and Sand (AA) from de Artisans Cooperative of Foz do Iguaçu PR (COOAFOZ), used for production of red ceramic. The methodology is divided into: characterization of the 5 materials for determination of humidity, organic matter, loss by fire, limits of sil consistency, residues, grain fineness, chemical and mineralogy, in the second phase of the investigation, seven binary mistures were made among the clays from Santa Rira Cermics and from COOAFOZ, varying the weight of both in proportion of 0, 30, 40, 50, 60, 70 and 100%. Were up 336 bodies of evidence by uniaxial pressing, tested dry and after sintering at temperatures of 950 o and 1050 °C, measured before the following tests: total linear contraction, water absorption, apparent porosity, loss by fire, apparent specific mass, strength the bending, scanning electron microscopy and microanalysis. It was found that the clay AP and OP showed characteristics of high plasticity with major composition of SiO2, Al2O3 and Fe2O3 and grains < 2&#956; equivalent to 19.4 and 21.6, respectively. When these clays the AP and OP in greater weight percentages in the mixtures, the intensities of interaction between clay processing were positively evaluate the physical-mechanical properties of bodies of evidence. Mixtures A1 (100% AP), A2 (70% AP + 30% AA), B1 (100% AP) and A2 (70% AP + 30% AA), showed better results on water absorption of less than 25% and resistance to bending than 60 kgf/cm2 at a temperature of 950 °C and more than 80 kgf/cm2 to 1050 oC. In these compositions, is incorporated 4, 8, 12 and 16% of dry sludge to determine the maximum permissible load without causing cracks and deformations. It was found that the sludge presented characteristics of silty clay of low plasticity, can replace clay similar to 8% in the production of red ceramic. According to analysis of results, have been building blocks of 6 holes for the method of extrusion incorporating 8% of wet mud is found that the physical mechanical properties evaluated were: linear contraction of 8.6%, 24% water absorption and 46 kgf /cm2 of resistance to compression, and within the rules for production of red ceramic coating for (bricks). It appears that the sludge was incorporated as the mass of wet clay, about 75% of initial water when received from the water treatment plant Tamanduá, contributing to process of maturation. It was concluded that based on the results obtained in the laboratory that the sludge generated in the water treatment plant of the unit Tamanduá in Foz do Iguaçu - PR can be used as an additive in the manufacture of bodies for red ceramic. / Este trabalho tem por objetivo pesquisar o desenvolvimento de métodos para utilizar o lodo gerado na Estação de Tratamento de Água Tamanduá, localizada na cidade de Foz do Iguaçu/PR, como matéria-prima para produção de cerâmica vermelha. Para atingir a finalidade proposta, utilizaram-se além do lodo, quatro argilas de formação geológica da região oeste do Paraná, denominadas por: Plástica (OP) e Areia (OA) da Cerâmica Santa Rita e Plástica (AP) e Areia (AA) da Cooperativa de Artesões de Foz do Iguaçu PR (COOAFOZ), empregadas para produção de cerâmica vermelha. A metodologia subdividiu-se em: caracterização das 5 matérias-primas pela determinação da umidade, matéria orgânica, perda ao fogo, limites de consistência de solos, resíduos, granulometria, composição química e mineralógica. Na segunda fase da investigação, fez-se sete misturas binárias entre as argilas da Cerâmica Santa Rita e da COOAFOZ, variando o peso de ambas em 0, 30, 40, 50, 60, 70 e 100%. Foram confeccionados 336 corpos de prova por prensagem uniaxial, analisados a seco e após sinterização nas temperaturas de 950 e 1050 oC, avaliados perante os seguintes ensaios: contração linear total, absorção de água, porosidade aparente, perda ao fogo, massa específica aparente, resistência à flexão, microscopia eletrônica de varredura e microanálise. Verificouse que as argilas AP e OP apresentaram características de alta plasticidade com presença majoritária de SiO2, Al2O3, e Fe2O3 e grãos < 2&#956;, iguais a 19,4 e 21,6 respectivamente. As argilas AP e OP em maiores porcentagens peso nas misturas intensificaram as interações entre os argilominerais, isto é, no processamento obtiveram-se resultados positivos diante a avaliação das propriedades físico mecânicas dos corpos de prova. As misturas A1 (100% AP), A2 (70% AP + 30% AA), B1 (100% OP) e B2 (70% OP + 30% OA), apresentaram melhores resultados com relação à absorção de água menor que 25% e resistência à flexão superior a 60 kgf/cm2 na temperatura de sinterização a 950 oC e superior a 80 kgf/cm2 à 1050 oC. Nestas composições, incorporaram-se 4, 8, 12 e 16% de lodo seco para determinar a carga máxima admissível sem causar trincas e deformações. Verificou-se que o lodo apresentou características de argilas siltosas de baixa plasticidade, podendo substituir argilas similares em até 8% na produção de cerâmica vermelha. De acordo com análise dos resultados obtidos, fizeram-se blocos estruturais de 6 furos pelo método de extrusão incorporando 8% de lodo úmido, e verificou-se que as propriedades físico-mecânicas avaliadas foram as seguintes: 8,6% de contração linear, 24% de absorção de água e 46 kgf/cm2 de resistência à compressão, estando dentro das normas de produção de cerâmica vermelha para revestimento (tijolos). Destacou-se que o lodo incorporado na forma úmida à massa de argila, com cerca de 75% de água inicial quando recebido da Estação de Tratamento de Água Tamanduá, contribuiu no processamento de maturação da mesma. Portanto, conclui-se com base nos resultados que o lodo gerado na Estação de Tratamento de Água da unidade Tamanduá em Foz do Iguaçu PR pode ser utilizado como aditivo na fabricação de massas para cerâmica vermelha.

Features such as color, brightness, fluorescence and stability are extremely important in applications of pigments. Anthocyanins, the natural pigment responsible for most of the purple, blue and red colors of flowers and fruits, have great potential for practical applications as dyes or antioxidants. However, these applications are limited by their chemical reactivity, which is affected by several factors, including pH, temperature, light, and oxygen, among others. Hybrid materials inspired by the ancient Maya Blue pigment are a promising alternative to improve the properties and applicability of natural and synthetic dyes. Flavylium cations serve as models for the chemical and photochemical reactivity of anthocyanins. Likewise, pyranoflavylium cations serve as models of the fundamental chromophoric moiety of pyranoanthocyanins, molecules that can form from reactions of the grape anthocyanins in red wines during their maturation. Fibrous clays, constituents responsible by the excellent stability of Maya blue pigment, have channels that can potentially allow partial or full insertion of these dyes molecules. Therefore, in the present thesis, hybrid pigments were prepared by the adsorption of a series of synthetic flavylium cations and synthetic pyranoflavylium cations on the fibrous clays palygorskite and sepiolite and their photophysical properties and stability were evaluated. The observation of biexponential fluorescence decays is consistent with emission from dye molecules adsorbed at two distinct sites on the fibrous clays. The fluorescence properties of dye molecules can be improved, depending on the amount of dyes adsorbed on the clay, by the formation of dye/clay hybrids. The color of the adsorbed dye molecules wassomewhat more resistant to changes in external pH, photochemical stability was maintained and the thermal lability was markedly improved. Besides the development of novel hybrid flavylium cation/fibrous clay, we have achieved advances in the stabilization of these dye molecules, with regard mainly to the pH-dependent equilibrium and thermal treatment. In addition, the present work represents the first systematic study of hybrid materials prepared from pyranoflavylium cations. Therefore, the results obtained here definitively point to flavylium cations and pyranoflavylium cations as promising chromophores and fibrous clays as promising substrates for the development of novel, highly fluorescent hybrid pigments with attractive colors and marked chemical and thermal stability. / Características como cor, brilho, fluorescência e estabilidade são extremamente importantes em aplicações de pigmentos. As antocianinas, os pigmentos naturais responsáveis pela maioria das cores púrpura, azul e vermelha das flores e frutas, têm grande potencial para aplicações práticas como corantes ou antioxidantes. No entanto, estas aplicações são limitadas pela sua reatividade química, que é afetada por diversos fatores, incluindo o pH, temperatura, luz e oxigênio, entre outros. Os materiais híbridos inspirados no antigo pigmento Maya Blue são uma alternativa promissora para melhorar as propriedades e a aplicabilidade dos corantes naturais e sintéticos. Os cátions flavílios servem como modelos para a reatividade química e fotoquímica das antocianinas. Da mesma forma, os cátions piranoflavílios servem como modelos do cromóforo fundamental das piranoantocianinas, moléculas que podem se formar a partir de reações das antocianinas das uvas em vinhos tintos durante sua maturação. Argilas fibrosas, constituintes responsáveis pela excelente estabilidade do pigmento Azul Maia, possuem canais que podem potencialmente permitir a inserção parcial ou total dessas moléculas corantes. Portanto, na presente tese, pigmentos híbridos foram preparados pela adsorção de uma série de cátions flavílio e piranoflavílio sintéticos nas argilas fibrosas paligorsquita e sepiolita e suas propriedades fotofísicas e estabilidade foram avaliadas. A observação de decaimentos biexponenciais de fluorescência é condizente com a emissãode moléculas do corante adsorvidas em dois sítios distintos nas argilas fibrosas. As propriedades de fluorescência das moléculas de corante podem ser melhoradas, dependendo da quantidade de corante adsorvida na argila, aos híbridos do tipo corante/argila. A cor das moléculas de corante adsorvidas foi um pouco mais resistente a alterações no pH externo, a estabilidade fotoquímica foi mantida e a labilidade térmica foi marcadamente melhorada. Além do desenvolvimento de novos híbridos de cátions flavílios/argilas fibrosas, obtivemos avanços na estabilização dessas moléculas corantes, principalmente no que diz respeito aos equilíbrios dependentes do pH e ao tratamento térmico. Ao mesmo tempo, o presente trabalho representa o primeiro estudo sistemático de materiais híbridos preparados a partir de cátions piranoflavílios. Portanto, os resultados aqui obtidos apontam definitivamente para cátions flavílios e cátions piranoflavílios como cromóforos promissores e argilas fibrosas como substratos promissores para o desenvolvimento de novos pigmentos híbridos altamente fluorescentes com cores atrativas e estabilidade química e térmica marcante.

Todo e qualquer tipo de rejeito deve ser tratado e armazenado adequadamente. Portanto os rejeitos radioativos requerem gerenciamento apropriado e seguro, desde sua geração até seu armazenamento em repositório. O principal propósito da gerência de rejeitos radioativos é preservar a vida humana e o meio ambiente. O objetivo da pesquisa foi caracterizar algumas argilas brasileiras de modo a avaliar a viabilidade de seu uso na camada de recheio, uma das barreiras de um repositório de rejeitos radioativos. A principal função desta barreira é contribuir para retardar o movimento de radionuclídeos e previnir sua liberação para o ambiente. Quatro argilas de fornecedores nacionais foram selecionadas para a pesquisa: montmorilonita cálcica (Dol 01), montmorilonita sódica (Dol 02), caulinita (Ind 01) e vermiculita (Ubm 04). Foram determinadas suas caracteristicas físicas, químicas e mineralógicas e também seu potencial de sorção dos cátions césio e o estrôncio. Foi confirmada por meio destes resultados relação direta entre a superfície específica (SE), a capacidade de troca catiônica (CTC) e o pH destas argilas, na seguinte ordem crescente: Ind 01, Dol 01 e Dol 02. De acordo com os modelos de Freundlicdh (Kf) e Langmuir (M), as argilas Dol 01 e Dol 02 foram melhores sorvedoras de Sr2+. A variação de energia livre de Gibbs também foi calculada para as reações de sorção entre as argilas e os cátions e para todas as argilas, esta variação for negativa, confirmando a espontaneidade das reações de sorção. / Wastes in general should be properly treated and stored. Then the radioactive wastes also rquire suitable and safe management beginning in their generation until the storage in repository. The main purpose of the radioactive waste management is to preserve the human beings and the environment. The objective of this research ws to characterize some brasilian clays in order to evaluate of their use in the backfill layer, one of the radioactive waste repository barriers. The main function of this barrier to contribute in the delay of the radionuclides movement, and to prevent their release into the environment. Four clays provided by national suppliers were selected for the research: Ca-Montmorillonite (Dol 01), Na-Montmorillonite (Dol 02), Kaolinite (Ind 01) and Vermiculite (Ubm 04). Their physical, chemical and mineralogical characteristics were determined, and also their sorption potential of Cesium and Strontium cations. It was confirmed through these results a direct relationship among their specific surface (SS), the capacity of cationic exchange (CCE) and pH. The CCE results followed this increasing order: Ind 01, Dol 01, and Dol 02. In accordance with the models of Freundlich (Kf) and Langmuir (M), the clays Dol 01 and Dol 02 were the best sobers of Sr2+. The Ind 01 and Ubm 04 were the best ones in the case of Cs+. The Gibbs free energy change was calculated for the sorption reactions between the clays and the cations, and it was negative for all clays, confirming the sorption spontaneity.

No processo de beneficiamento da vermiculita é gerado um resíduo fino para o qual atualmente ainda não foi desenvolvida uma aplicação que possibilite a utilização em larga escala. Uma alternativa que vem sendo estudada é a associação com cimento Portland em composições de argamassas e concretos, em função da composição química do resíduo: elevada quantidade de alumínio, silício e magnésio, que podem apresentar interações com o ligante. No entanto, em função da elevada área superficial específica, em comparação ao cimento, sua utilização nas composições pode afetar a demanda de água de amassamento e limitar a sua aplicação. Para tanto, uma alternativa é a calcinação deste resíduo fino, assim como é realizado para outras argilas (caulim, por exemplo), para que a área superficial específica (ASE) seja menor e eventualmente ative propriedades pozolânicas na respectiva argila. Deste modo, neste trabalho foram avaliadas as diversas características de pastas cimentícias após adição de resíduo fino de vermiculita: reação química, formação dos produtos hidratados, propriedades reológicas, tanto após a mistura como ao longo da hidratação. Foi verificado que de forma geral a reação química não é afetada após a adição de vermiculita, embora a formação de aluminatos seja intensificada na composição com maior quantidade de resíduo in natura. Com relação ao seu comportamento no estado fresco, foi observado que a maior ASE do resíduo impacta fortemente as propriedades reológicas das pastas, embora que com um teor de 5% as mudanças sejam menores. Utilizando-se dessas mesmas composições para a avaliação do desempenho no estado endurecido de argamassas, foi verificado que não há efeito sobre essas propriedades até 5% de substituição, independentemente do tratamento térmico empregado. Assim, considerando aspectos econômicos de transporte assim como os custos decorrentes da calcinação, pode-se recomendar a adição de 5% de vermiculita in natura sem comprometer o desempenho dos produtos, embora não se possa precisar com os dados obtidos a sua durabilidade ao longo do uso. / In the process to obtaining vermiculite a fine residue is generated, which does not yet have a large-scale application. An alternative that has been studied is the association with Portland cement in mortar and concrete formulations, as a function of the chemical composition of the residue: high amount of aluminium, silicon and magnesium which may have interactions with the binder. However, the residue has a high specific surface area, in comparison to cement, a fact that can increase the water-demand to mix and limit its application. For this, an alternative is the calcination of this fine residue, as it is done for other clays (kaolin, for example), so that the specific surface area (SSA) is smaller and eventually activates pozzolanic properties in the respective clay. Thus, in this work the various characteristics of cement pastes after addition of vermiculite fine residue were evaluated: chemical reaction, formation of the hydrated products, rheological properties, both after mixing and along the hydration. It was verified that in general the chemical reaction is not affected after the addition of vermiculite, although the formation of aluminates is intensified in the composition with greater amount of in nature residue. Regarding its behaviour in the fresh state, it was observed that the higher SSA of the residue strongly impacts the rheological properties of the pastes, although with a 5% content the changes are minimal. Using these same compositions to evaluate the performance in the hardened state of mortars, it was verified that there is no effect on these properties up to 5% of substitution, regardless of the thermal treatment used. Thus, considering the economic aspects of transport as well as the costs of calcination, it is possible to recommend the addition of 5% of vermiculite in nature without compromising the performance of the products, although it is not possible to determine the its durability during the use.

O município de Guarulhos, localizado na Região Metropolitana da Grande São Paulo, possui uma área de 341 km², e população de aproximadamente 1.200.000 habitantes. Apresenta franco crescimento do ponto de vista urbano, o que o coloca como um grande consumidor de matérias primas para a construção civil. A atividade extrativista no município foi muito grande no passado, estando hoje restrita a três minerações de brita, três minerações de areia em atividade, o uma mineração de areia paralizada. As minerações de areia realizam a extração do minério utilizando o processo de desmonte hidráulico, resultando em um resíduo fino composto principalmente por argila. Esta argila atualmente é considerada como rejeito do processo de beneficiamento e descartada em bacias de decantação, quase sempre constituídas pelas antigas cavas de exploração. Ao término da lavra restam as cavas que devem ser recuperadas.O processo de recuperação mais utilizado consiste no tratamento paisagístico e formação de lago para utilização como área de lazer. O objetivo deste trabalho é propor a utilização da argila armazenada nas bacias de decantação (rejeito), assim como das camadas de argila segregadas no processo de extração (estéril) para cerâmica vermelha, prolongando a vida útil da mineração e promovendo um melhor aproveitamento da jazida. Para tal foram realizados ensaios para caracterização da matéria-prima e ensaios cerâmicos. Em um contexto mais amplo, a proposta do trabalho é fornecer parâmetros técnicos e sócio-econômicos para o desenvolvimento estratégico e sustentável da atividade mineral próximo a grandes centros urbanos, integrando-a ao uso do solo municipal e garantindo o suprimento dos recursos minerais industriais imprescindíveis para o desenvolvimento da cidade. É proposto ainda a utilização das cavas de extração remanescentes para disposição dos resíduos inertes oriundos da construção civil, integrada ao Plano de Gestão dos Resíduos da Construção Civil, desenvolvido pela Prefeitura do Município de Guarulhos. / The municipality of Guarulhos located in the Metropolitan Region of São Paulo has an area of 341 square kilometers and a population of approximately 1,200,000 inhabitants. It shows frantic urban growth what places it among major consumer centers of raw materials for civil construction. Mining activities in the municipality were of considerable importance in the past, being restricted nowadays to three quarries used for the production of crushed stone and four minings where extraction of sand is carried out. The hydraulic process is commonly used for ore extraction which results in a fine residue made up mainly of clay. This clay, currently considered as a by-product, is discarded in decanting basins which nearly always are old exploitation diggings. When mining exploitation comes to an end, the resultant diggings must undergo landscaping and formation of artificial lakes used as leisure areas. The objective of the proposed work is to make longer the mining lifetime as well as diversify its products through the utilization of the clay stored in the decanting basins as structural ceramics. As a whole the proposal is to present a contribution for the sustainable development of mineral activities near to great centers, currently in conflict with urban growth. Another proposal is to turn exploitation diggings into deposition sites of inert residue originated from civil construction works, this activity being integrated to the Civil Construction Residues Management Plan devised by the City of Guarulhos.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caetano, Elenice Hass.pdf: 4149328 bytes, checksum: b6eb52279243079ec9a5d88b5028ae4c (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Clay minerals are hydrated silicates of Aluminum, Iron and Magnesium that has lamellar structure (phyllosilicates) composed by continuous SiO4 tetrahedral layers connected to bi and tri metals hydroxide octahedral layers. The layers are continuous and hexagonally ordered regarding to crystallographic axis a and b. The arrange of clays minerals determines the type of clay mineral as 1:1 or 2:1. The 2:1 clays minerals are divided in groups: Vermiculite, Mica, Chlorite, Saponite, Paligorskita and the Smectite group. Among the Smetectite group stands out the Bentonite, the most abundant clay mineral and that shows 2:1 phyllosilicates structure composed by two silicate tetrahedral layers and one alumina octahedral layers, both connected by oxygen atoms in common. The great technological interest in these clay results of the high cation exchange capacity, swelling by water and low size of crystals. Such properties favor the clays modification to discovery new applications. Thus, the clays minerals are an essential step for the discovery of technological applications as well as the fundamental properties of clays. In this work, were characterized four samples of clays through of X-Ray Diffraction, X-Ray Fluorescence Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, 27Al NMR-MAS and Field Emission Scanning Electron Microscopy. The obtained results indicate the predominance of Smectite phase in clays due to high swelling capacity and cation exchange observed. The predominance of Smectite phase was confirmed by XRD, XRF and FTIR, which also indicates the presence of quartz and other minerals. Were also evaluated the presence of organic compounds in the interlayer space of modified clays and was noted that have not changes in their crystalline structures, based on FTIR and 27Al NMR-MAS results. The SEM-FEG micrography confirms the irregularity of cluster size, according to expect to bentonite clays. The performed characterizations for these clays minerals determine its elementary composition and makes possible distinguish the four samples according to its place of origin by the amount of impurities, as well as the prevalence of smectite phase. The characterization analysis were used to quantification of fundamental properties and to evaluated the organic compounds presence in interlayer space through of delocalization of the most intense peak in 2θ angle. The obtained results are useful for the benefit of industrial areas such as pharmaceutical, food, environmental and others, once the mineral clays properties can be improved when properly identified and quantized. / Argilas são materiais naturais, terrosos, considerados finos grãos que contém partículas com diâmetro inferior a 2 μm e, quando umedecidos com água, apresentam plasticidade. São constituídas essencialmente por argilominerais (filossilicatos) e por matéria orgânica, sais solúveis, minerais como calcita, pirita, gibsita, quartzo entre outras impurezas. Bentonita, conhecida como o argilomineral mais abundante do grupo da esmectita, pertence ao grupo dos filossilicatos 2:1, sua estrutura cristalina é constituída por duas folhas tetraédricas de sílica com uma folha central octaédrica de alumina, ambas unidas por átomos de oxigênio em comum. O grande interesse tecnológico nessa argila está ligado à sua alta capacidade de troca catiônica, intumescimento pela água e às pequenas dimensões dos cristais, cujos fatores favorecem a modificação das argilas para a descoberta de novas aplicações. Para tanto, a caracterização da argila é uma etapa primordial para aplicações tecnológicas bem como suas propriedades fundamentais como alta adsortividade, alta capacidade de troca catiônica, capacidade de inchamento e alta propriedade de barreira. No presente trabalho, foram caracterizadas quatro amostras de argilas Bentonítas de diferentes procedências, sendo duas na sua forma pura e duas organofílicas pelas respectivas técnicas: difração de raios X, fluorescência de raios X, Espectroscopia Vibracional de Absorção na Região do Infravermelho, Ressonância Magnética Nuclear do estado sólido - 27Al RMN-MAS, Microscopia Eletrônica de Varredura com Efeito de Campo. Os resultados obtidos indicaram a predominância da fase esmectita evidenciada pela alta capacidade de inchamento e alta capacidade de troca catiônica. Além disso, os resultados de DRX, FRX e FTIR também evidenciaram a predominância da fase esmectita, bem como a presença de quartzo e outros minerais. Também foi possível avaliar a presença de compostos orgânicos no espaço interlamelar das argilas organofílicas e notou-se que não houve alterações em suas estruturas cristalinas, informações estas corroboradas pelas técnicas de FTIR e 27Al RMN-MAS. As micrografias obtidas por MEV-FEG puderam confirmar a irregularidade de tamanho dos aglomerados de partículas típico de bentonitas. As Caracterizações obtidas para as argilas determinaram sua composição elementar, sendo possível distinguir argilas de diferentes procedências pela quantidade de impurezas, bem como a predominância da fase esmectita. Além disso, por meio da caracterização também foi possível determinar a quantificação de suas propriedades fundamentais, e também confirmar a presença de composto orgânico no espaço interlamelar por meio do deslocamento do pico de maior intensidade do ângulo 2θ. Essas caracterizações podem ser utilizadas em benefício das áreas industriais, como farmacêutica, alimentícia, ambientais entre outras, podendo ser aprimoradas as propriedades quando bem identificadas e quantizadas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foram sintetizados nanocompósitos à base de poliuretanos em dispersão aquosa (NWPUs) e argilas hidrofílicas do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica e cálcica. Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA) e diisocianato de isoforona (IPDI). Os NWPUs tiveram as argilas, previamente deslaminadas em água e incorporadas à formulação no momento da dispersão do prepolímero. Dispersões aquosas (WPUs), sem a presença de argila, foram sintetizadas como base, nas quais foram variadas a razão NCO/OH e a proporção de copolímero em relação ao PPG. Nas formulações NWPUs, foram variados também o teor de argila em relação à massa de prepolímero e o tipo de argila sódica e cálcica. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-x (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (SEM). A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG) e a resistência mecânica dos filmes foi avaliada por ensaios mecânicos em dinamômetro. O grau de absorção de água dos filmes também foi determinado. A formação de nanocompósitos à base de água foi confirmada pela ausência do pico de XRD, característico das argilas empregadas na maioria dos filmes analisados. As micrografias obtidas por SEM confirmam uma dispersão homogênea das argilas na matriz poliuretânica. Os filmes à base de nanocompósitos (NWPUs) apresentaram propriedades superiores às apresentadas por aqueles obtidos a partir das dispersões sem argilas (WPUs). Os revestimentos formados a partir da aplicação das dispersões aderiram à maioria dos substratos testados (metal, vidro, madeira e papel) formando superfícies homogêneas / In this work nanocomposites (NWPUs) based on waterborne polyurethanes and hydrophilic montimorillonite clays (MMT) were synthesized. Polypropyleneglycol (PPG), poly(ethylene glycol-b-propylene glycol) (EG-b-PG) containing 7% of ethylene glycol (EG), dimethylolpropionic acid (DMPA) and isophorone diisocyanate (IPDI) were employed in polyurethane synthesis. The NWPUs were prepared with calys previously exfoliated in water, and were added at the moment of dispersion. Different formulations were obtained from WPUs, without clays, by varying the NCO/OH ratio, and the proportions of PPG and EG-b-PG. For NWPUs formation was varied the content of clays with different cations (Na+ and Ca+2). The properties of the dispersions were evaluated in terms of their solid content, particle size and viscosity. The cast films obtained were characterized by infrared spectrometry (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM). The thermal stability of the films was evaluated by thermogravimetry (TG) and mechanical properties in a dynamometry. X-ray diffraction and scanning electron microscopy examinations were determined confirming the nanocomposite formation. NWPUs films showed improved properties in comparison with WPUs Coatings obtained by the application of the dispersions in substrates as wood, metals, paper and glass were homogeneous and showed good adherence