Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:00:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321423.pdf: 4114215 bytes, checksum: 29426d238ea097e10d8d5b386204ac3c (MD5) Previous issue date: 2013 / Esta pesquisa analisou a condutividade elétrica como alternativa à obtenção de parâmetros de lixiviação de metais pesados em materiais cimentícios. Utilizaram-se corpos de prova cilíndricos de argamassas produzidas nos moldes recomendados para ensaios de resistência do cimento (NBR 7215:1997). O cimento escolhido foi do Tipo V e o agregado miúdo foi areia padrão. A contaminação das amostras se deu a partir de nitratos de metal pesado, por esta ser uma forma mais solúvel e susceptível à lixiviação. Foram utilizados nitratos de cromo, chumbo e zinco nas dosagens de 250 mg/kg, 500 mg/kg, 750 mg/kg e 1000 mg/kg. Os testes de lixiviação foram realizados de acordo com os procedimentos da norma holandesa NEN 7375:2004, na sua versão mais recente, no qual o extrato utilizado é a água deionizada. Trabalhou-se com tempos de cura variando de 28, 60 e 100 dias, para averiguação dessa influência sobre as taxas de liberação. As medidas da condutividade elétrica da solução lixiviada fazem parte dos procedimentos normalizados e servem para indicação da presença de elementos solubilizados. A condutividade elétrica da amostra monolítica foi tomada nos intervalos da troca do extrato a partir de eletrodos de cobre pressionados nas extremidades do corpo cilíndrico. Os equipamentos elétricos utilizados para leitura da condutividade do material consistiram de um gerador de tensão alternada e um medidor de corrente, posicionados em série. A tensão gerada foi fixada em 30 V e a frequência de 60 Hz, conforme a rede local. Os resultados mostraram existir semelhanças no comportamento à lixiviação das espécies e a condutividade elétrica, medida tanto na solução quanto no sólido. As correlações observadas permitiram a estimativa da concentração máxima de uma espécie qualquer disponível para liberação e, também, do tempo máximo decorrido até o seu esgotamento. Este procedimento pode substituir a realização dos ensaios prévios para determinação da disponibilidade de elementos susceptíveis à lixiviação. Os resultados parecem indicar não haver alteração na cinética de transporte das espécies iônicas ao longo do tempo e nem influência da concentração nesse movimento. <br> / Abstract : This research examined the electrical conductivity as an alternative to obtaining parameters of metal leaching in cementitious materials. Cylindrical specimens of mortars produced in the manner recommended for testing the compressive strength of cement were used (NBR 7215:1997). The chosen cement was Type V, and the fine aggregate was default standard sand. The contamination of the samples occurred from heavy metal nitrates, as this is more soluble and susceptible form to leaching. Nitrates of chromium, lead and zinc in doses of 250 mg/kg, 500 mg/kg, 750 mg/kg and 1000 mg/kg were used. The leaching tests were performed according to standard procedures of the Dutch NEN 7375:2004, in its latest version, in which the liquid solvent used is deionized water. The cure times ranged from 28, 60 and 100 days to investigate its influence on rates of release. The measurements of the electrical conductivity of the leach solution are part of the standard procedures and serve to indicate the presence of solubilized elements. The electrical conductivity of monolithic sample was taken at the intervals of exchange of the liquid solvent from pressed copper electrodes at the ends of the cylindrical specimens. The electrical equipment used for reading the conductivity of the material consisted of an alternating voltage generator and a current meter positioned in series. The generated voltage was set at 30 V and the frequency of 60 Hz, according to the mains. The results showed similarities in the leaching behavior of the species and the electrical conductivity, measured both in solution and in the solid. The observed correlations allowed the estimation of the maximum concentration of any species available for release and also the maximum time elapsed until its exhaustion. This procedure can replace the prior tests for determining the availability of elements susceptible to leaching. The results seem to indicate there is neither change in the kinetics of transport of ionic species over time nor influence of the concentration in this movement.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-25T03:11:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342549.pdf: 5993107 bytes, checksum: 2766ae8be89f5f5e872c34267dfd21f6 (MD5) Previous issue date: 2016 / Utilizar novas classes de ligantes cimentícios se faz recorrente atualmente, sendo os cimentos ativados alcalinamente, com valorização de percursores residuais, um tema que necessita de maiores pesquisas e investigações. Estes cimentos são formados a partir da ativação de minerais aluminossilicatos amorfos em soluções alcalinas. Resíduos industriais como cinza pesada (CZP) são utilizados como minerais aluminossilicatos em ativações alcalinas, motivando uma valorização dos mesmos. Para solução ativadora são difundidos os hidróxidos de sódio, potássio e silicatos solúveis. Nesta pesquisa foi realizado estudo de ativações alcalinas hibridas, em razão da baixa reatividade apresentada para ativações apenas para CZP, foram realizadas misturas binárias com cimento Portland (CP) nas proporções de 2,5, 5, 10 e 30% de substituição de CZP moída por 540? e calcinada a 600°C por CP e ternárias, substituindo na porcentagem de 10% de CP por cinza de casca de arroz (CCA) em 25, 50 e 75%. A cura foi feita em estufa a 80°C por 24 horas. Buscou-se obter composições que pudessem ser aplicadas em argamassas autonivelantes para uso em sistemas de revestimento de pisos. Para tanto, foram analisados os comportamentos de espalhamento em estado fresco das argamassas para a obtenção de um material autonivelante (espalhamento > 250 mm). No estado endurecido para as misturas binárias foi observado maiores resistências à tração na flexão e à compressão para maiores presenças de CP, amostra contendo 30% de CP obteve resistência de 7,53 MPa à tração e 33,5 MPa à compressão, entretanto o acréscimo de cimento acarretou em maiores perdas de trabalhabilidade e espalhamento. Foram realizadas análises por meio das técnicas de DRX e MEV, observando formação de géis N-A-S-H e (N,C)-A-S-H. Nas ternárias observou-se decréscimo de resistência à tração e à compressão para maiores substituições de CCA. Para todas as amostras constatou-se durabilidade similares as de argamassas comuns, havendo melhores resultados para ensaios de ataques ácidos, devido menores quantidades de cálcio. Houve menores valores de retração linear e empenamento de placas, absorção capilar e porosidade aberta para as ativações alcalinas quando comparadas a cimento Portland comum, havendo incremento da porosidade com o acréscimo da substituição de CP. Por fim, constatou-se a viabilidade na produção de produto autonivelante nas composições de ativações alcalinas híbridas binárias de CZP e CP, sendo a melhor mistura a contendo 10% de CP.<br> / Abstract : Using new classes of cementitious binders is frequently today, the alkali-activated cements with residual precursors valorization is a topic that needs further research and investigation. These cements are formed from aluminosilicate minerals amorphous activated in an alkaline solution. Industrial waste, as bottom ash (CZP) are used as aluminosilicate minerals in alkaline activation, encouraging their valorization. Sodium and potassium hydroxides and sodium silicate are used as activating solution. This research was conducted of hybrid alkaline activation, due low reactivity presented from bottom ash, binary mixtures were made of bottom ash and Portland cement in proportions of 2.5%, 5%, 10% and 30% substitution of bottom ash grounded 450? and calcined 600°C of Portland cement, for ternary mixtures CP was replaced by rice husk ash (CCA) in proportions of 25%, 50% and 75% of Portland cement to rice husk ash, to the reference of binary 10% OPC (Ordinary Portland Cement). Curing was at 80°C for 24 hours. Was attempted to obtain compositions that could be applied in self-leveling mortars for coating systems. To this end, the spreading behavior were analyzed in the fresh mortar to obtain a self-leveling material (spreading > 250 mm). In the hardened state for binary mixtures was observed in greater tensile and compressive strength for higher CP amount, mortars with 30% CP obtained tensile resistance of 7,53 MPa and to compressive strength 33.5 MPa, however, the cement increasing resulted workability and spreading losses. Techniques SEM and XRD analyses were performed to observing the formation of N-A-S-H and (N,C)-A-S-H gels. In ternaries mixtures were observed resistance decrease with higher substitutions of CCA. For all samples were founded similar durability, with better results for acid attack test when compared with normal mortars, due lower amount of calcium. There were lower values of linear shrinkage, curling, capillary absorption and open porosity for alkaline activations compared to ordinary Portland cement, with increasing porosity with higher replacement of CP. Finally, it was viable the production of self-leveling products in the composition of binary hybrid alkaline activation of CZP600 and CP. The best mixture was the binary containing 10% CP.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-18T08:09:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:31:13Z : No. of bitstreams: 1 179263.pdf: 18806423 bytes, checksum: 2f9b85a7660922afeb0599aef1fcf811 (MD5) / O tratamento de resíduos sólidos perigosos utilizando a técnica de solidificação/estabilização, vem sendo cada vez mais empregada, por ser uma tecnologia inovadora e que tem apresentado resultados satisfatórios. Neste trabalho, aplicou-se um protocolo de avaliação de resíduos gerados por processos de solidificação, através da incorporação de resíduos de indústrias de galvanoplastia, em matrizes de cimento Portland. Os resíduos testados originaram-se de duas indústrias localizadas na região da Grande Florianópolis - Jahn Cromagem (resíduo 1) - e - Zinca Rápido - (resíduo 2). Optou-se por estudar estes resíduos devido à alta concentração dos metais zinco e cromo, o que lhes confere características de periculosidade. Da mesma forma, utilizou-se a técnica de solidificação baseada em cimento por ser economicamente viável e adequada tecnicamente para tratamento de resíduos contendo metais pesados. O protocolo francês de análise de resíduos gerados por processos de solidificação foi utilizado devido à especificidade da metodologia de avaliação. Os procedimentos experimentais constaram de amostragem e caracterização dos resíduos, preparação e moldagem dos corpos de prova, ensaios analíticos e experimentais. As relações cimento/cal/resíduos testadas foram as seguintes: 40/20/40, 30/20/50 e 30/10/60. A aplicação do protocolo apresentou resultados satisfatórios para os ensaios realizados, visto que praticamente todos os parâmetros analisados se encontravam nos limites definidos pelo protocolo. Os ensaios para os CPs moldados com resíduo 1, nas proporções 40/20/40 obtiveram resistência de 1,5 MPa, alcançando os valores mínimos de resistência para tijolo maciço que variam de 1,5 a 4,0 MPa conforme NBR 7170. Resultados ainda melhores foram alcançados nas análises dos CPs moldados com resíduo 2, nas proporções 40/20/40, visto que obtiveram uma resistência de 13 MPa. Finalmente, os cálculos de eficiência do uso da técnica de solidificação com cimento, no que se refere aos ensaios de lixiviação, mostrou que a eficiência é superior a 99 % em todos os casos de estudo

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-19T04:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:06:08Z : No. of bitstreams: 1 179623.pdf: 27048332 bytes, checksum: 9a06ca3fcdb1e3dcc43ad18b9154fe8e (MD5) / Apesar da larga utilização dos polímeros HEC e EVA na fabricação de argamassas colantes, existem controvérsias entre os pesquisadores quanto às suas formas de interação com o cimento, impedindo a melhoria da qualidade final do produto e o atendimento aos requisitos de desempenho pré-estabelecidos. O objetivo desse trabalho foi, portanto, auxiliar no preenchimento dessa lacuna por meio da caracterização microestrutural de pastas de cimento e polímeros HEC e EVA. Foram preparadas pastas de cimento Portland com diferentes teores de HEC e EVA. A relação água/cimento foi mantida constante. As pastas foram submetidas a dois tipos de cura e analisadas em três idades diferentes. Foram realizados ensaios de calorimetria de condução, análises térmicas, difratometria de raios-X, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, porosimetria por intrusão de mercúrio e permeabilidade ao gás N2, que permitiram avaliar os efeitos dos polímeros na hidratação do cimento, nas quantidades e características de fases anidras e hidratadas, na estrutura de poros e na capacidade das pastas de permear gases sob pressão. Foi possível, também, detectar evidências de interações químicas das fases cimentícias e poliméricas. Os resultados mostraram que ocorre hidrólise alcalina do EVA com liberação de ânions acetato, que interagem com íons Ca2+ presentes na fase aquosa das pastas. O produto é um sal orgânico (acetato de cálcio). A formação de hidróxido de cálcio é reduzida na presença de EVA, assim como o grau de hidratação do cimento. Não foram constatadas evidências de interações químicas do HEC com fases cimentícias, mas esse polímero afeta as reações de hidratação por modificar a viscosidade da fase aquosa. Ambos os polímeros influenciam a estrutura de poros das pastas e suas características de permeabilidade. Observou-se que o HEC tem capacidade de minimizar os efeitos do EVA na microestrutura das pastas, indicando que interações físicas e químicas ocorrem entre ambos.

Orientador : Prof. Dr. José Marques Filho / Coorientador : Prof. Dr. Jorge Christofolli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 27/06/2016 / Inclui referências : f. 140-147 / Area de concentração : Materiais e estruturas / Resumo: O emprego do concreto auto-adensável (CAA) de alta resistência propicia o melhor aproveitamento dos recursos naturais devido à menor necessidade de manutenção, maior durabilidade das estruturas de concreto e à redução do consumo de matérias primas nobres através da redução do consumo de concreto. Quando o CAA utiliza em sua composição areia artificial em detrimento da areia natural, os impactos ambientais decorrentes do método convencional da extração são reduzidos, bem como o custo de transportes, além de agregar menor variabilidade das características do agregado. Durante o processo de britagem dos agregados é gerado o fíler calcário, material que é removido dos produtos e é disposto em um bota fora, sem uso gerando danos ambientais. Em face deste panorama, este trabalho tem como objetivo estudar a influência da utilização do deste fíler calcário em substituição parcial ao cimento Portland na confecção de CAA de alta resistência utilizando agregados 100% artificiais. Os concretos produzidos tiveram sua validação de propriedades de auto adensabilidade no estado fresco e as seguintes propriedades no estado endurecido: Resistência à compressão e à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade. Foram produzidos concretos com quatro níveis de substituição de cimento Portland, 0%, 6%, 12% e 18%, e quatro faixas de resistência alvo: 60MPa, 70 MPa, 80 MPa e 90 MPa. Os resultados obtidos comprovaram que o CAA confeccionado utilizando areia artificial e fíler calcário gera moldagens como menos erros, sendo que o Coeficiente de Variação para a resistência à compressão aos 28 dias foi de 2,23% para CAA enquanto o concreto de alta resistência (CAR), produzido com os mesmos materiais, obteve CV igual à 9,09%. Os resultados também mostraram significante redução do consumo de cimento, sendo a maior redução encontrada de 10,30%. Os maiores resultados para a resistência à compressão foram encontrados para o teor de substituição de 0%, entretanto 27% dos resultados encontrados, embora numericamente menores, foram considerados estatisticamente iguais, com a vantagem da grande redução do consumo de cimento. Comparado ao CAR produzido com os mesmos materiais, nos melhores resultados, o CAA alcançou 18,3% mais resistência à compressão com redução de 9,1 % no consumo de cimento, mesmo utilizando relações a/c maiores que o CAR. A resistência à tração mais alta foi encontrada para o teor de substituição de 6%, entretanto a análise de variância (ANOVA) revelou que a substituição de cimento Portland por fíler calcário não influenciou nos resultados. O valor mais alto de módulo de elasticidade foi encontrado para o teor de substituição de 12%, entretanto a ANOVA revelou que o teor de substituição de fíler não influi na variação deste parâmetro. Devido às reduções no consumo de cimento, foram percebidas reduções nos custos por unidade de resistência e por volume, bem como reduções de emissão de CO2. Palavras-chave: Concreto auto-adensável (CAA), Concreto de alta resistência (CAR), fíler calcário, sustentabilidade. / Abstract: The use of high strength self-compacting concrete (SCC) leads to a better use of natural resources due to the need of less maintenance, increased durability of concrete structures while minimizing the consumption of noble raw material as a benefit from the reduction in concrete volume pieces. Whenever the SCC is produced using manufactured sand instead of natural sand, environmental impacts resulting from the conventional sand extracting methods are reduced, as well as the transportation costs, besides lowering aggregates characteristics variability. During the aggregates manufacturing processes, calcareous filler is generated, being this waste removed from the aggregates and disposed in dumps, causing environmental damage. In this scenario, the purpose of this study is to analyse the influence of the use of calcareous filler as partial replacement of Portland cement for manufacturing high strength SCC, using 100% of manufactured sand. Fresh concrete tests were performed on SCC to validate self-compacting properties and the following hardened properties were evaluated: Compressive strength, tensile strength by diametral compression and elastic modulus. The concretes were produced with four levels of cement replacement, 0%, 6%, 12% and 18%, and four resistance levels. Results show that SCC produced using manufactured sand and calcareous filler achieved better mould filling, as the Coefficient of Variation (CV) for compressive strength (28 days) resulted as 2,23%, while the high-strength concrete (HSC), composed by the same material, obtained CV equal to 9,09%. The results also show significant decrease in cement consumption, being 10,30% greater reduction. The higher values for compressive strength are observed for 0% calcareous filler replacement, however 27 % of the results although numerically smaller, were found statistically equal, with the advantage of greatly reduced cement consumption. The comparison between HSC and SCC produced with same materials reveals, at the best values, that the SCC developed 18,30% higher compressive strength with 9,10% reduced cement consumption, though the SCC was produced with higher water cement ratios. The higher value for tensile strength is observed for 6% level of replacement, although the analysis of variation (ANOVA) revealed that the replacement of Portland cement for calcareous filler doesn't effect this parameter. The greater value for elastic modulus is observed for 12% level of replacement, although ANOVA revealed that the replacement of Portland cement for calcareous filler doesn't effect this parameter. Due to the cement consumption lowering, reduction on the cost per unit strength and volume were observed, as well as CO2 emission reduction. Keywords: self-compacting concrete (SCC), high-strength concrete (HSC), calcareous filler, sustainability.

Orientador : Prof. Dr. Marcelo Henrique Farias de Medeiros / Coorientador : Prof. Dr. Juarez Hoppe Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 30/06/2016 / Inclui referências : f. 186-199 / Area de concentração : Materiais e estruturas / Resumo: As estruturas de concreto, desde sua fase de projeto e durante sua vida útil, estão sujeitas a uma série de fatores que poderão comprometer sua durabilidade e até mesmo sua estabilidade. O ataque por sulfatos é um termo usado para descrever uma série de reações químicas entre íons sulfato e compostos hidratados da pasta de cimento endurecida. Estas reações deletérias são capazes de formar compostos expansíveis passíveis de gerar tensões, fragilizando e fissurando a matriz cimentícia, facilitando assim, a entrada de novos agentes agressivos. As adições minerais, por sua vez, têm apresentado inúmeros benefícios às propriedades do concreto, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. O presente trabalho tem por objetivo analisar o comportamento e a influência da substituição parcial do cimento Portland (10%, em massa) por adições minerais inertes e pozolânicas na produção de barras de argamassa expostas à solução de sulfato de sódio e de magnésio, por um período de exposição de 140 dias. Fundamentado na análise e avaliação das características químicas do ataque por sulfatos, da variação dimensional e de propriedades físicas e mecânicas a partir a utilização de ensaios auxiliares, além dos preconizados por norma. Desta forma, foi proposta a comparação qualitativa das fases hidratadas formadas por meio da difratometria de raios-X, de propriedades físicas a partir da variação resultante dimensional linear e volumétrica, variações de resistência à tração na flexão e compressão, de massa, da propagação de ondas ultrassônicas longitudinais e de módulo de elasticidade dinâmico para argamassas de diferentes composições e expostas a diferentes tipos de sulfato. Para tanto, utilizou-se de 11 diferentes amostras, sendo uma delas composta por cimento Portland CPV - ARI, exclusivamente, e as demais com substituição parcial por: filer quartzoso e calcário; resíduo de cerâmica vermelha com três diferentes tempos de moagem; sílica de casca de arroz; metacaulim; sílica ativa; e cinza volante. Nada obstante, utilizou-se, também como referência, argamassa composta por cimento do tipo CP V - ARI RS. Os resultados mostram que as composições químicas das pastas (cimento + adição mineral) influenciam diretamente no grau do ataque por sulfatos, todavia, de forma antagônica para as soluções agressivas utilizadas. Ou seja, para o ????2????4, o aumento do teor de CH tornou as argamassas mais suscetíveis à degradação, enquanto que para o ????????4, a intensidade do ataque diminuiu. Desta forma, a utilização do cimento RS e das adições minerais tidas como super pozolanas garantiram um desempenho melhor frente o sulfato de sódio, porém, diante do sulfato de magnésio, foram prejudiciais, principalmente, quanto ao desempenho mecânico. Por fim, os resultados obtidos com os ensaios adicionais à NBR 13.583:2014 (variação resultante volumétrica, de resistência à tração na flexão e compressão, de massa, da propagação de ondas ultrassônicas longitudinais e de módulo de elasticidade dinâmico) mostram uma realidade contrária e, ao mesmo tempo, muito mais abrangente, do que o apresentado na expansão linear (conforme a norma relacionada), levando a crer que a análise do ataque por sulfatos pode ser insuficiente quando avaliado apenas unidimensionalmente. Palavras-Chave: Ataque por sulfatos, Adição mineral, Pozolana, Cimento Portland. / Abstract: Concrete structures are subject to a number of factors that may compromise its durability and even stability. The attack by sulfates is a term used to describe a series of chemical reactions between sulfate ions and components of hydrated cement paste. These deleterious reactions are capable of forming expansible compounds that can generate tensions, weakening and cracking of the cementitious matrix, thus facilitating the entry of new aggressive agents. Mineral additions have brought numerous benefits to the concrete properties, both in fresh and hardened state. This study aims to analyze the behavior and influence of the partial replacement of Portland cement (10% by weight) of inert mineral admixtures and pozzolanic in the production of mortar bars exposed to sodium sulfate solution and magnesium sulfate solution for a period of 140 days exposure. Based on the analysis and evaluation of the chemical characteristics of the sulfate attack, dimensional variation and physical and mechanical properties from the use of auxiliary tests beyond those recommended by the standard method. Therefore, it was proposed to compare the chemical analysis by diffraction of x-Rays, physical properties from the linear dimensional change resulting from and volumetric tensile strength variation in bending and compression, mass of the propagation of ultrasonic waves longitudinal and dynamic modulus of mortars of different compositions and exposed to different types solutions. Therefore, are used 11 different samples composed of Portland cement CPV - ARI exclusively and partially replaced by: quartz and calcareous filler; Red clay waste with three different grinding times; rice husk ask; metakaolin; silica fume; and fly ash. Nonetheless, it is also used as a reference mortar comprising cement type CPV - ARI with sulfate resistance. The results showed that chemical compositions of pastes (cement + mineral addition) directly influence the degree of sulfate attack, however, in contrary to the two aggressive solutions used. For ????2????4 with the increasing of CH content became more susceptible to degradation mortar, while for ????????4 the decreased intensity of the attack. Thus, the use of sulfate resistance cement and mineral additions taken as super pozzolans ensured an excellent performance against the sodium sulfate, but for the magnesium sulfate are harmful, especially, as to mechanical performance. Finally, the results obtained empirically with additional tests that the NBR 13.583: 2014 (volume change resulting from tensile strength in bending and compression, the mass propagation of longitudinal ultrasonic waves and ECD) show an opposite reality, the same time, much more comprehensive than that presented in linear expansion (as the related standard), leading us to believe that the analysis of the attack by sulfates may be insufficient when evaluated only unidimensional test methods. Keywords: Attack of sulfates, mineral addition, pozzolana, Portland cement.

Orientadora : Profª. Drª. Nayara Soares Klein / Co-orientador : Prof. Dr. Wellington Mazer / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 2015 / Inclui referências : f. 84-92 / Area de concentração : Materiais e estruturas / Resumo: Os concretos de pós reativos (CPR) têm como característica a baixa porosidade e mínimos defeitos microestruturais, de forma que apresentam elevadas resistências mecânicas e durabilidade. A composição do CPR, assim como a escolha do tipo de cura, são de suma importância para que as características desejadas para o material sejam alcançadas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é analisar a influência de três diferentes tipos de cura nas propriedades de CPRs, em estado fresco e endurecido. Os CPRs estudados foram produzidos com dois tipos de cimento Portland (cimento CP IV e CP V-ARI), com e sem a adição de fibras plásticas. As curas estudadas foram: cura úmida, cura térmica a 90 ºC e cura em autoclave sob temperatura de 150 ºC e pressão de 150 kPa (tendo sido utilizadas três variações nos tempos de aplicação de pressão e aumento de temperatura). As propriedades do concreto avaliadas foram: massa específica, consistência, resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, resistência à tração na flexão e permeabilidade ao ar. A dosagem dos concretos foi feita com base em técnicas de empacotamento de partículas. A partir dos resultados obtidos, observou-se que a cura térmica à 90 ºC foi a que resultou nas maiores resistências à compressão, superando os 115 MPa, aos 7 dias. Estes valores são ainda baixos, considerando resistências tipicamente encontradas para CPR. Quanto à cura autoclave, os valores foram inferiores aos apresentados pelos demais tipos de cura, o que mostrou-se inesperado. A justificativa para o fato centra-se nas limitações do equipamento utilizado, assim como no próprio processo de autoclave adotado no estudo, em que os corpos de prova foram submetidos à cura ainda em estado fresco. Isso pode ter colaborado para a penetração de água em excesso no interior da massa de concreto, gerando, consequentemente, aumento de porosidade. Os concretos estudados apresentaram resistência à tração por compressão diametral e resistência à tração na flexão elevadas, de modo que os resultados obtidos foram todos superiores, ou muito próximos, a 15 MPa. Por fim, verificou-se que os CPRs apresentaram baixa permeabilidade ao ar, o que ressalta a elevada compacidade do material. Isto responde ao elevado consumo de cimento adotado, ao uso de adições minerais, assim como à aplicação de técnicas de empacotamento de partículas na dosagem. / Abstract: The reactive powder concretes (RPC) have the characteristic of low porosity and minimal microstructural defects. As a result, they present high mechanical strength and durability. The composition of the RPC, as well as the type of curing used, are very importante in order to achieve the desired characteristics for the material. Therefore, the aim of this study is to analyse the influence of three different types of curing in the properties of RPCs, at the fresh and hardened states. The RPCs studied were produced with two types of Portland cement (cement CP IV and CP V-ARI), with and without the incorporation of plastic fibres. The curing types studied were: wet curing, thermal curing at 90 °C and autoclave curing at a temperature of 150 °C and pressure of 150 kPa (three methods have been used for increasing pressure and temperature). The concrete properties evaluated were: density, consistency, compressive strength, Brazilian tensile strength, bending tensile strength and air permeability. The concrete mix-design was based on particle packing techniques. The results showed that the thermal curing at 90 °C resulted in higher compressive strengths, surpassing 115 MPa after 7 days. These values are still low considering the strengths typically found for RPC. The mechanical strength from the concretes that underwent the autoclave curing were lower than those presented by the other types of curing, which proved to be unexpected. This is justified by limitations of the equipment used, as well as by the process adopted itself, in which the samples were subjected to curing still at the fresh state. This may have contributed to the penetration of excess water in the concrete mass; thus, increasing porosity. The concretes studied presented high tensile strength, mesured by both the Brazilian test and the bending test. The results obtained were all higher than, or very close to 15 MPa. Lastly, it was verified that the RPCs have low air permeability, which emphasizes the high compactness of the material. This responds to the high cement consumption adopted, the use of mineral admixtures, as well as the use of particle packing techniques.

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Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-01Bitstream added on 2015-03-03T12:07:29Z : No. of bitstreams: 1 000803462.pdf: 1084374 bytes, checksum: 89f9f44ae8ab96cbcd8292604a3f0e5f (MD5) / O trabalho está entre os dez países que possuem a maior produção mundial de fundidos, movimentando aproximadamente onze bilhões de dólares por ano para uma produção de mais de três milhões de toneladas/ano. Com esta alta produtividade, a indústria de fundição gera um grande volume de resíduos, dentre eles, destacam-se os finos de areia oriundos dos sistemas de areia captados durante os processos de moldagem e desmoldagem. Este resíduo é gerado em considerável quantidade e por isso seu descarte é um dos motivos da diminuição do espaço disponível em aterros, acarretando um alto custo para as indústrias de fundição. Assim, faz-se necessário a obtenção de técnicas para reaproveitamento deste resíduo, sendo uma das alternativas aq sua utilização em matriz de cimento Portland. Esta opção além de reduzir custos com descartes em aterros, também contribui com a redução do consumo e dos custos de insumos na área da construção civil. Com o objetivo de estudar este reaproveitamento, o presente trabalho foi realizado com finos de areia coletados em dois pontos do sistema de areia de uma fundição de aço. Estes resíduos foram caracterizados por fluorescência de raios X (FRX), por espectroscopia de energia dispersiva (EDS), difração de raios X (DRX) e análises da morfologia e do tamanho das partículas. Sua incorporação em argamassa de cimento foi realizada com corpos de prova em substituição à parte do agregado miúdo e corpos de prova em substituição à parte do cimento. Estes corpos de prova com diferentes percentuais de resíduos foram avaliados através de ensaios de resistência à compreensão, absorção de água, índice de vazios e massas específicas. Os resultados da caracterização do resíduo demonstraram uma predominância de óxidos de ferro, cromo, alumínio e silício, caracterizando-o como proveniente de uma areia de cromita, com propriedades hidrofilicas e de granulometria fina... / Brazil is among the ten countries with highest wordwide production of casting products, driving about eleven billion dollars a year, producing more than three million tons/year. With this high productivity, the foundry industry generates large amounts of waste, which stands out the fine sand originating from the sand systems, during the process of molding and demolding. This waste is begotten in considerable quantity, so their disposal is one of the reasons for the decrease in available space in landfills, resulting in a high cost for foundry industry. Thus, it is necessary to find techniques to reuse this waste, as an alternative to this, it use in Portland cement matrix. This option could reduce costs with disposal at landfills and also contributes to the reduction of consumption and input costs in the construction area. In order to study this reuse, this work was performed with fine sand had gathered at two points of sand system on a steel foundry. These waste were characterized by X-ray fluorescence (XRF), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), and analysis of morphology and particle size. Their incorporation into coment mortar was performed with specimens to replace part of the aggregate and speciments to replace part of the cement. These specimens with different percentages of waste were evaluated by compressive strength test, water absorption, voids and densities. The results of waste's characterization showed a predominance of iron oxides, chromium, aluminum and silicon, characterizing them as a them as a chromite sand, with hydrophilic properties and fine particle size. These characteristics influenced the other analyses, resulting in a more brittle and porous mortar, the compressive strength reduced proportionally with the increase percentages of waste. However the results were satisfactory, because these ar according to the standard NBR-13281 - mortar for laying and coatings. Concluding that the...

O presente trabalho tem como objetivo fundamental realizar um estudo comparativo de cinco métodos de dosagem de concretos de cimento Portland, alguns deles, de grande divulgação e uso no Brasil. Os cinco métodos estudados, designados como ABCP/ACI, EPUSP/IPT, INT/Lobo Carneiro, ITERS/Petrucci e SNCF/Vallette, são apresentados inicialmente através dos seus respectivos fluxogramas de atividades. Posteriormente, cada um dos métodos é apresentado, em detalhe, através de um breve histórico e da consideração das variáveis e parâmetros envolvidos em cada uma das etapas, que estruturam seu desenvolvimento. Para a realização do estudo comparativo são discutidas, do ponto de vista macroscópico, as principais características e propriedades do concreto, no estado fresco e endurecido, focalizando-se a atenção nos aspectos ligados à trabalhabilidade e às formas de avaliá-la. A resistência à compressão é adotada como a principal, e mais representativa propriedade do concreto endurecido. O trabalho de comparação é objetivado através da definição e da adoção de parâmetros e variáveis, cujos valores são quantificados e tabelados para cada um dos métodos.O trabalho experimental está direcionado com o objetivo de entender o funcionamento dos métodos e verificar suas respostas, a partir da utilização dos mesmos materiais componentes. Nesta situação, comprova-se que, embora existam diferenças significativas entre os consumos de cimento dos concretos obtidos, todos os procedimentos de dosagem são aptos para fornecer misturas com consistências prefixadas e com trabalhabilidade adequada às necessidades de lançamento e adensamento por métodos convencionais. As misturas procuradas, com relações água/cimento prefixadas entre 0,45 e 0,75, atingiram valores de resistência compreendidos entre 20 e 45 MPa, na idade de 28 dias. A obtenção, pelos diferentes métodos, de traços com similares características de trabalhabilidade e resistência, leva à procura e ao estabelecimento de critérios e aspectos alternativos, alguns de avaliação subjetiva, que possibilitam a comparação e a seleção de métodos de dosagem. Os critérios e aspectos de comparação sugeridos podem ser instrumentos úteis quando se trata de selecionar, dentre vários métodos, com as mesmas potencialidades de resposta, aqueles mais adaptados a realidades e/ou necessidades específicas de aplicação. / The present work has the main purpose of comparing five mix-proportioning methods of Portland cement concrete, some of them, with great divulgation and intensive use in Brazil. The five methods studied, known as ABCP/ACI, EPUSP/IPT, INT/Lobo Carneiro, ITERS/ Petrucci e SNCF/Vallette, are initially introduced through a flow chart of activities. Afterwards, each method is fully described, including a brief history of its origins and considering the parameters and variables involved in each stage of the whole process. In order to develop the comparative study between methods, a discussion about the most important macroscopic characteristics and properties of fresh and hardened concrete, is established. Special attention is given to certain aspects related to workability and to the procedures for its measurement. The compressive strength is adopted as the main and most representative property of hardened concrete. The comparative work is objectified through the definition and the adoption of variables and parameters, whose values, are quantified for each method and organized in tables. The experimental work is managed with the goal of understanding the working principles of each method and to test the quality of its solutions, considering the same materials. As a result of the experimental work it’s possible to conclude that, notwithstanding significant differences related to concrete cement content, all the proportioning procedures tested, are able to achieve mixtures, with prefixed consistency and workability suitable for placing and compacting through customary procedures. The mixtures obtained, with water/cement ratio prefixed between 0,45 and 0,75, reached resistance values between 20 and 45 MPa, at the age of 28 days. The attainment, trough different methods, of mix proportions, with similar characteristics, in terms of workability and resistance, leads to the establishment of criterions and alternative aspects, some of them of subjective assessment, useful to compare and to select mix-proportioning methods. The criterions and aspects suggested could be useful tools when it’s necessary to choose, from a group, a certain method, considering it’s adaptability to specific necessities and/or situations.