Orientador: Jorge Luís Akasaki / Co-orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima / Banca: Jean Richard Dasnoy Marinho / Banca: Holmer Savastano Junior / Resumo: No presente trabalho, buscou-se desenvolver e estudar um geopolímero (material com potencial para substituir os produtos derivados do cimento) com uma fonte alternativa de aluminossilicato muito abundante no Brasil: a cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC). Para tal, foi necessário tratá-la (moagem e calcinação) e misturá-la com fontes mais comumente utilizadas em geopolímeros: a cinza volante (CV) e a escória de alto-forno (BSF). Foram realizados e analisados ensaios nas pastas e argamassas ativadas alcalinamente: composição química (por Fluorescência de Raios-X), perda ao fogo, análise termogravimétrica (TG), granulometria a laser, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica por varredura (MEV), ensaios de pH, condutividade elétrica e resistência mecânica. Os resultados obtidos (como por exemplo, o de resistência mecânica à compressão, que apresentou argamassas de CBC com CV resistentes à 36 MPa e argamassas de CBC com BFS resistentes à 70 MPa), mostram que a CBC pode ser utilizada, sob certas condições, como fonte alternativa de aluminossilicatos na produção de geopolímeros / Abstract: In the present study, we sought to develop and study a geopolymer (material with the potential to replace products derived from cement) with an alternative source of aluminosilicate abundant in Brazil: sugar cane bagasse ash (SCBA). For this, it was necessary to treat it (grinding and calcination) and mix it with most commonly sources used in geopolymers: fly ash (FA) and blast furnace slag (BSF). Tests were performed and analyzed on pastes and mortars alkali activated: chemical composition (by X-Ray Fluorescence), loss on ignition, thermal gravimetric analysis (TGA), laser granulometry, Spectroscopy Fourier Transform Infrared (FTIR), Microscopy scanning electron (SEM), tests of pH, electrical conductivity and mechanical strength. The results obtained (for example, the compressive strength, which showed resistant mortar (SCBA with FA) to 36 MPa and which showed resistant mortar (SCBA with BFS) to 70 MPa), SCBA show that may be used, under certain conditions, as an alternative source for the production of aluminosilicate geopolymers / Mestre

Orientador: Jorge Luís Akasaki / Co-orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima / Banca: José Luiz Pinheiro Melges / Banca: Jorge Juan Payá Bernadeu / Resumo: O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, devido a sua alta produção, enormes quantidades de cinza de bagaço cana-de-açúcar são geradas após a fabricação de álcool e açúcar. A fim de encontrar uma aplicação sustentável para este material residual, este trabalho avalia a produção e utilização de cinza de bagaço cana-de - açúcar (CBC), tanto na produção de aglomerantes com cimento Portland e também em aglomerantes ativados alcalinamente. As propriedades físicas e químicas de CBC foram avaliadas e, os resultados obtidos demonstraram que a CBC apresentou um baixo teor de matéria orgânica (4,4 %) e um elevado teor de SiO2 (78,6 %). A análise por meio do DRX mostrou a presença de fases cristalinas na CBC, sendo o quartzo a fase principal cristalina e a sua presença pode ser atribuída contaminação do bagaço por impurezas do solo. O uso de CBC em substituição parcial ao cimento Portland foi analisado para diferentes porcentagens e tempos de cura. A Reatividade pozolânica da CBC também foi determinada em pastas hidróxido de cálcio / CBC e pastas de cimento Portland / CBC por meio de análise termogravimétrica (TGA). Os resultados confirmaram a reatividade pozolânica da CBC. Para a produção de argamassas e pastas ativadas alcalinamente, trabalhou-se com uma mistura de escória de alto-forno / CBC. Diferentes porcentagens de CBC na faixa de 0-50 % e diferentes tipos de soluções ativadoras foram usadas neste estudo, tais como: hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e solução de silicato de sódio. As argamassas ativadas alcalinamente apresentaram resistência à compressão variando de 15-50 MPa, após 90 dias de cura à temperatura ambiente. A análise microestrutural para pastas e argamassas ativadas alcalinamente foram realizadas utilizando diversas técnicas instrumentais, tais como: TGA, FTIR, DRX, SEM e PIM. Para a análise da durabilidade ... / Abstract: Brazil is the biggest worldwide sugar cane productor and, due to its high production, huge amounts of sugar cane bagasse ash are generated after alcohol and sugar manufacture. In order to find out a sustainable application for this waste material, this work assess the production and use of sugar cane bagasse ash (SCBA) both in Portland cement blended and also in alkali-activated binders. Physical and chemical properties of SCBA were assessed and, obtained results showed that SCBA presented low organic matter (4.4%) and a high SiO2 content (78.6%). XRD pattern showed the presence of crystalline phases in the SCBA, mainly quartz assigned to the soil impurities. The use of SCBA in Portland cement blended mortars was achieved in different percentages and for different curing time. Pozzolanic reactivity of SCBA was also determined in calcium hydroxide/SCBA pastes and Portland cement/SCBA pastes by means of thermogravimetric analysis (TGA) for different curing time. The results confirmed the pozzolanic reactivity of SCBA. SCBA was also used in binary systems blast furnace slag/SCBA for the production of alkali-activated binders. Different percentages of SCBA in the range 0-50% and different types of activating solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium silicate solution were used in this study. Compressive strength mortars in the range 15-50 MPa were yielded after 90 curing days at room temperature. Microstructural analyses for alkali-activated binders were performed using several instrumental techniques such as TGA, FTIR, XRD, SEM and MIP. The durability of selected alkali-activated mortars were tested both in acid attack (HCl, HAc and HN4Cl) and sulfate attack (Na2SO4 and MgSO4). The obtained results were compared to a Portland cement mortars and depending on the attack and on the activating solution, alkali-activated binders can present increment on the compressive strength even ... / Mestre

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-18. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:01Z : No. of bitstreams: 1 000829587.pdf: 1025900 bytes, checksum: caf14058fe0da647247682c65c55da7c (MD5) / O concreto de alto desempenho (CAD) possui uma densa microestrutura que lhe proporciona ao mesmo, alta resistência e redução de sua permeabilidade. Com isso, apresenta alta durabilidade, sendo maior que a do concreto convencional. Esse fato mostra que a utilização deste concreto está crescendo rapidamente em diversas obras. Este produto tem como base a cinza de bagaço de cana-de-açúcar (CBC), que possui grande potencial para ser utilizada como aditivo mineral em concretos, uma vez que é composta por dióxido de silício. A partir dessas afirmações, esta pesquisa apresenta a finalidade de analisar o desempenho da adição de CBC sem sofrer o processo de moagem, na fabricação do concreto de alto desempenho. Para tanto, foi feita a substituição de CBC na proporção de 5%, 10%, 15% e 20%, sendo esta substituída na quantidade de agregado miúdo em massa. Os ensaios realizados foram: absorção, módulo de elasticidade, resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral para as idades de 7, 28, 60 e 90 dias. Chegou-se, portanto, à conclusão que o CAD com CBC de substituição em 20% de agregado miúdo em massa foi o que obteve o melhor desempenho, por isso foi o traço escolhido para os ensaios de durabilidade, tais como: resistência ao ataque químico, absorção por capilaridade, frente à penetração de cloretos, ensaio de abrasão/erosão e permeabilidade à água. Assim, os resultados obtidos nos ensaios foram comparados aos mesmos ensaios realizados com o concreto referência, ou seja, CAD sem nenhuma adição. A partir daí, observou-se que, em determinados casos, o CAD com adição de CBC apresentou resultados iguais ou até mesmo superiores ao do concreto referência / The high performance concrete (CAD) has a dense microstructure which provides the same, high strength and reduced permeability. With this, it has high durability, being greater than that of conventional concrete. This fact makes their use is growing rapidly in several works. Regarding bagasse ash cane sugar (CBC), this has great potential to be used as a mineral additive for concrete, since it is composed of silicon dioxide. Thus, this research has the purpose of analyzing the performance of the addition of CBC without undergoing milling, manufacturing of high performance concrete. Replacement of was which is substituted in the proportion of 5%, 10%, 15% and 20%, the amount of aggregate in massa. Os tests were performed: absorption, modulus of elasticity, compressive strength and tensile strength by diametrical compression to the ages of 7, 28, 60 and 90 days. Was reached, so the conclusion that CAD with CBC replacement in 20% of aggregate mass, was what had the best performance, so it was chosen for durability testing trait and which were the following: resistance to chemical attack, wicking, across the penetration of chlorides abrasion test / erosion and water permeability. The results obtained in the tests were compared to tests performed with the same reference concrete, that is, without addition CAD, showing in some cases, the addition of CAD with CBC showed equal or even superior results to the reference concrete

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-21Bitstream added on 2014-12-02T11:20:49Z : No. of bitstreams: 1 000797809.pdf: 2718082 bytes, checksum: a0422583a00f614c50a7b0c47a234370 (MD5) / No presente trabalho, buscou-se desenvolver e estudar um geopolímero (material com potencial para substituir os produtos derivados do cimento) com uma fonte alternativa de aluminossilicato muito abundante no Brasil: a cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC). Para tal, foi necessário tratá-la (moagem e calcinação) e misturá-la com fontes mais comumente utilizadas em geopolímeros: a cinza volante (CV) e a escória de alto-forno (BSF). Foram realizados e analisados ensaios nas pastas e argamassas ativadas alcalinamente: composição química (por Fluorescência de Raios-X), perda ao fogo, análise termogravimétrica (TG), granulometria a laser, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica por varredura (MEV), ensaios de pH, condutividade elétrica e resistência mecânica. Os resultados obtidos (como por exemplo, o de resistência mecânica à compressão, que apresentou argamassas de CBC com CV resistentes à 36 MPa e argamassas de CBC com BFS resistentes à 70 MPa), mostram que a CBC pode ser utilizada, sob certas condições, como fonte alternativa de aluminossilicatos na produção de geopolímeros / In the present study, we sought to develop and study a geopolymer (material with the potential to replace products derived from cement) with an alternative source of aluminosilicate abundant in Brazil: sugar cane bagasse ash (SCBA). For this, it was necessary to treat it (grinding and calcination) and mix it with most commonly sources used in geopolymers: fly ash (FA) and blast furnace slag (BSF). Tests were performed and analyzed on pastes and mortars alkali activated: chemical composition (by X-Ray Fluorescence), loss on ignition, thermal gravimetric analysis (TGA), laser granulometry, Spectroscopy Fourier Transform Infrared (FTIR), Microscopy scanning electron (SEM), tests of pH, electrical conductivity and mechanical strength. The results obtained (for example, the compressive strength, which showed resistant mortar (SCBA with FA) to 36 MPa and which showed resistant mortar (SCBA with BFS) to 70 MPa), SCBA show that may be used, under certain conditions, as an alternative source for the production of aluminosilicate geopolymers

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-11Bitstream added on 2015-01-26T13:30:46Z : No. of bitstreams: 1 000801735.pdf: 3565884 bytes, checksum: 1eb296dbfac5fbe4e855baff45035391 (MD5) / O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, devido a sua alta produção, enormes quantidades de cinza de bagaço cana-de-açúcar são geradas após a fabricação de álcool e açúcar. A fim de encontrar uma aplicação sustentável para este material residual, este trabalho avalia a produção e utilização de cinza de bagaço cana-de - açúcar (CBC), tanto na produção de aglomerantes com cimento Portland e também em aglomerantes ativados alcalinamente. As propriedades físicas e químicas de CBC foram avaliadas e, os resultados obtidos demonstraram que a CBC apresentou um baixo teor de matéria orgânica (4,4 %) e um elevado teor de SiO2 (78,6 %). A análise por meio do DRX mostrou a presença de fases cristalinas na CBC, sendo o quartzo a fase principal cristalina e a sua presença pode ser atribuída contaminação do bagaço por impurezas do solo. O uso de CBC em substituição parcial ao cimento Portland foi analisado para diferentes porcentagens e tempos de cura. A Reatividade pozolânica da CBC também foi determinada em pastas hidróxido de cálcio / CBC e pastas de cimento Portland / CBC por meio de análise termogravimétrica (TGA). Os resultados confirmaram a reatividade pozolânica da CBC. Para a produção de argamassas e pastas ativadas alcalinamente, trabalhou-se com uma mistura de escória de alto-forno / CBC. Diferentes porcentagens de CBC na faixa de 0-50 % e diferentes tipos de soluções ativadoras foram usadas neste estudo, tais como: hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e solução de silicato de sódio. As argamassas ativadas alcalinamente apresentaram resistência à compressão variando de 15-50 MPa, após 90 dias de cura à temperatura ambiente. A análise microestrutural para pastas e argamassas ativadas alcalinamente foram realizadas utilizando diversas técnicas instrumentais, tais como: TGA, FTIR, DRX, SEM e PIM. Para a análise da durabilidade ... / Brazil is the biggest worldwide sugar cane productor and, due to its high production, huge amounts of sugar cane bagasse ash are generated after alcohol and sugar manufacture. In order to find out a sustainable application for this waste material, this work assess the production and use of sugar cane bagasse ash (SCBA) both in Portland cement blended and also in alkali-activated binders. Physical and chemical properties of SCBA were assessed and, obtained results showed that SCBA presented low organic matter (4.4%) and a high SiO2 content (78.6%). XRD pattern showed the presence of crystalline phases in the SCBA, mainly quartz assigned to the soil impurities. The use of SCBA in Portland cement blended mortars was achieved in different percentages and for different curing time. Pozzolanic reactivity of SCBA was also determined in calcium hydroxide/SCBA pastes and Portland cement/SCBA pastes by means of thermogravimetric analysis (TGA) for different curing time. The results confirmed the pozzolanic reactivity of SCBA. SCBA was also used in binary systems blast furnace slag/SCBA for the production of alkali-activated binders. Different percentages of SCBA in the range 0-50% and different types of activating solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium silicate solution were used in this study. Compressive strength mortars in the range 15-50 MPa were yielded after 90 curing days at room temperature. Microstructural analyses for alkali-activated binders were performed using several instrumental techniques such as TGA, FTIR, XRD, SEM and MIP. The durability of selected alkali-activated mortars were tested both in acid attack (HCl, HAc and HN4Cl) and sulfate attack (Na2SO4 and MgSO4). The obtained results were compared to a Portland cement mortars and depending on the attack and on the activating solution, alkali-activated binders can present increment on the compressive strength even ...

Orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima / Co-orientador: Jorge Luís Akasaki / Banca: José Luiz Pinheiro Melges / Banca: Lourdes Soriano Martinez / Resumo: O concreto de alto desempenho (CAD) possui uma densa microestrutura que lhe proporciona ao mesmo, alta resistência e redução de sua permeabilidade. Com isso, apresenta alta durabilidade, sendo maior que a do concreto convencional. Esse fato mostra que a utilização deste concreto está crescendo rapidamente em diversas obras. Este produto tem como base a cinza de bagaço de cana-de-açúcar (CBC), que possui grande potencial para ser utilizada como aditivo mineral em concretos, uma vez que é composta por dióxido de silício. A partir dessas afirmações, esta pesquisa apresenta a finalidade de analisar o desempenho da adição de CBC sem sofrer o processo de moagem, na fabricação do concreto de alto desempenho. Para tanto, foi feita a substituição de CBC na proporção de 5%, 10%, 15% e 20%, sendo esta substituída na quantidade de agregado miúdo em massa. Os ensaios realizados foram: absorção, módulo de elasticidade, resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral para as idades de 7, 28, 60 e 90 dias. Chegou-se, portanto, à conclusão que o CAD com CBC de substituição em 20% de agregado miúdo em massa foi o que obteve o melhor desempenho, por isso foi o traço escolhido para os ensaios de durabilidade, tais como: resistência ao ataque químico, absorção por capilaridade, frente à penetração de cloretos, ensaio de abrasão/erosão e permeabilidade à água. Assim, os resultados obtidos nos ensaios foram comparados aos mesmos ensaios realizados com o concreto referência, ou seja, CAD sem nenhuma adição. A partir daí, observou-se que, em determinados casos, o CAD com adição de CBC apresentou resultados iguais ou até mesmo superiores ao do concreto referência / Abstract: The high performance concrete (CAD) has a dense microstructure which provides the same, high strength and reduced permeability. With this, it has high durability, being greater than that of conventional concrete. This fact makes their use is growing rapidly in several works. Regarding bagasse ash cane sugar (CBC), this has great potential to be used as a mineral additive for concrete, since it is composed of silicon dioxide. Thus, this research has the purpose of analyzing the performance of the addition of CBC without undergoing milling, manufacturing of high performance concrete. Replacement of was which is substituted in the proportion of 5%, 10%, 15% and 20%, the amount of aggregate in massa. Os tests were performed: absorption, modulus of elasticity, compressive strength and tensile strength by diametrical compression to the ages of 7, 28, 60 and 90 days. Was reached, so the conclusion that CAD with CBC replacement in 20% of aggregate mass, was what had the best performance, so it was chosen for durability testing trait and which were the following: resistance to chemical attack, wicking, across the penetration of chlorides abrasion test / erosion and water permeability. The results obtained in the tests were compared to tests performed with the same reference concrete, that is, without addition CAD, showing in some cases, the addition of CAD with CBC showed equal or even superior results to the reference concrete / Mestre