Made available in DSpace on 2013-08-07T18:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000439670-Texto+Completo-0.pdf: 7976446 bytes, checksum: fe7f4cf3d1ce6f1276f76e9995952073 (MD5) Previous issue date: 2012 / The emission of greenhouse gases to the environment can be reduced by the adoption of the technology of geological storage of carbon. However, the materials usually employed in the construction of CO2 injection wells do not resist the acid attack by the CO2 in the presence of brine and suffer degradation in longer exposure times. Field and laboratory studies indicate that degradation of the materials occurs mainly at the interface between the cement paste and the steel casing. In this work, experiments that simulate the conditions of CO2 storage in saline aquifers of the Paraná Basin at a depth of 1500 m were conducted to investigate the chemical integrity of Class G cement paste and API N80 steel, involving a failure at interface steel-cement paste in different times (48h, 380h and 720h). The degradation of the cement paste was evaluated in terms of characteristics and depth of the region chemically modified. The corrosion films formed on steel were characterized in terms of morphology and thickness. The influence of these films on the steel corrosion resistance was evaluated by electrochemical measurements of open circuit potential and potentiodynamic polarization. The results indicate that the degradation or corrosion processes depend on the media that the system steel- cement paste was submitted and the exposure time. The degradation of the cement paste involved the formation of two zones, carbonated zone of high density and bicarbonate zone of high porosity, and the latter zone is critical since it can provide a path to CO2 leakage. The films of corrosion product formed on the steel are composed by iron-calcium complex carbonates and they have protective characteristics to the steel casing considering the experimental conditions used in this work. / A emissão gases de efeito estufa ao meio ambiente pode ser reduzida pela adoção da tecnologia de armazenamento geológico de carbono. Contudo, os materiais usualmente empregados na construção de poços injetores de CO2 não resistem ao meio ácido formado pelo CO2 na presença de água das formações geológicas, sofrendo degradação em longos tempos de exposição. Estudos de campo e de laboratório indicam que a degradação dos materiais ocorre principalmente na interface entre a pasta de cimento e o tubo de revestimento de aço. Neste trabalho, experimentos que simulam as condições de armazenamento de CO2 em aquíferos salinos da Bacia do Paraná a uma profundidade de 1500 m foram conduzidos para investigar a integridade química da pasta de cimento classe G e do aço API N80, envolvendo uma falha de ligação na interface pasta de cimento-aço em diferentes tempos (48h, 380h e 720h). A degradação da pasta de cimento foi avaliada em termos de características e profundidade da camada alterada quimicamente. Os filmes de produto de corrosão formados no aço foram caracterizados em termos de morfologia e espessura. A influência desses filmes na resistência à corrosão do aço foi avaliada por medidas eletroquímicas de potencial de circuito aberto e polarização potenciodinâmica. Os resultados obtidos indicam que a degradação ou corrosão depende do meio de degradação que o sistema cimento-aço foi submetido e do tempo de exposição. A degradação da pasta de cimento envolveu a formação de duas zonas, zona carbonatada de alta densidade e zona bicarbonatada de alta porosidade, sendo que esta última é crítica uma vez que pode constituir um meio de fuga para o CO2. Os filmes de produto de corrosão formados no aço são compostos por carbonatos mistos de ferro e cálcio e nas condições testadas tendem a apresentar características protetoras ao tubo de aço de revestimento do poço.

A reciclagem profunda com adição de cimento Portland é uma técnica de recuperação estrutural e funcional de pavimentos empregada há muitos anos no país, devido a vantagens técnicas, econômicas e ambientais. Contudo, a difusão mais ampla da técnica esbarra na carência de normas e procedimentos nacionais, o que resulta na adoção de variados critérios nos projetos que incluem reciclagem com cimento, às vezes, comprometendo sua eficácia. A pesquisa relatada nesta dissertação teve por objetivo principal estabelecer as bases para a proposição de um método de dosagem para reciclagem de pavimentos com adição de cimento, considerando-se como referência o método de dosagem de materiais estabilizados com cimento da Austroads (2002). Para verificar a validade deste método para materiais de pavimentos brasileiros, desenvolveu-se um programa experimental no qual foram avaliadas propriedades mecânicas (resistência, rigidez e erodibilidade) e volumétricas (retração, absorção, expansão e ascensão capilar) de misturas constituídas por fresado asfáltico, brita graduada e cimento, variando-se a porcentagem de fresado (20% e 50%), o teor de cimento (2%, 4% e 6%), a energia de compactação (Intermediária e Modificada) e o tempo de cura dos corpos de prova (3, 7 e 14 dias). Os resultados dos ensaios mostraram que todas as variáveis analisadas afetam significativamente a resistência à compressão simples, a resistência à tração por compressão diametral e o módulo de resiliência das misturas, enquanto que a retração, a erodibilidade, a absorção, a expansão e a ascensão capilar são afetadas por algumas das variáveis independentes. Dentre outras conclusões, destaca-se que são obtidos elevados valores de resistência à compressão simples (1,61 MPa a 6,08 MPa), resistência à tração por compressão diametral (0,29 MPa a 1,00 MPa) e de módulo de resiliência (10390 MPa a 25719 MPa) com teores baixo (2%) e médio (4%) de cimento, sendo desnecessário e arriscado, pela elevada retração associada, o emprego de teor mais elevado (6%). Ainda, observou-se que o aumento da energia de compactação permite compensar a utilização de teores mais baixos de cimento no que se refere às resistências (à compressão, à tração e à erosão) e módulos obtidos. Globalmente, conclui-se que o método de dosagem de materiais estabilizados com cimento da Austroads (2002) pode ser usado como modelo para o desenvolvimento de um método de dosagem para reciclagem de pavimentos com adição de cimento, sendo necessárias pequenas complementações ou adaptações. O método de dosagem sugerido nesta Dissertação é, ao mesmo tempo, simples o suficiente para ser empregado em laboratórios de canteiros de obra e amplo o bastante para identificar as propriedades mecânicas e volumétricas que devem ser avaliadas ao elaborar-se um projeto de mistura reciclada com cimento. / Full-depth reclamation (FDR) with Portland cement is a technique used for structural and functional rehabilitation of pavements and has been used in Brazil for many years, especially because its technical, economical and environmental advantages. However, a larger diffusion of the technique has been inhibited by the lack of national standards and procedures, resulting in the adoption of different design criteria, which sometimes leads to a low efficiency of the FDR with cement. This research was carried out with the objective of setting the basis for a mix design method for FDR with cement, considering the Austroads (2002) mix design method for stabilized pavement materials as a model. In order to verify the applicability of the Austroads method to Brazilian pavement materials, an experimental program was carried out testing mechanical (strength, stiffness and durability) and volumetric (drying shrinkage, absorption, swell and capillary rise) properties of mixtures made of reclaimed asphalt pavement (RAP), graded crushed stone and cement. Specimens with different RAP contents (20% and 50%), cement contents (2%, 4% and 6%), compacted with two different efforts (Brazilian Intermediate and Modified) were cured for 3, 7 and 14 days. Test results showed that all the studied variables affect the unconfined compressive strength, indirect tensile strength and resilient modulus of the mixtures, while drying shrinkage, erodibility, absorption, swell and capillary rise are affected by some of the independent variables. Among other conclusions, it is pointed out that high values of unconfined compressive strength (1,61 MPa to 6,08 MPa), indirect tensile strength (0,29 MPa to 1,00 MPa) and resilient modulus (10390 MPa to 25719 MPa) may be achieved with low (2%) and intermediary (4%) cement contents, thus making the use of higher (6%) cement content unnecessary and unsafe, due to the higher costs and to the drying shrinkage associated. It was also observed that increases in the compaction effort may compensate the use of lower cement contents as regards to strengths and moduli obtained. Generally, can be concluded that the Austroads (2002) mix design method for stabilized pavement materials may be used as a model for the development of a mix design method for FDR with cement, being necessary only a few additions or adaptations. The suggested method is, simultaneously, simple enough to be used in field laboratories and comprehensive enough for including the mechanical and volumetric properties that must be evaluated when designing a mix for FDR with cement.

Este trabalho tem como objetivo aplicar a técnica de encapsulamento, conhecida também como solidificação/estabilização, em um solo contaminado com crescentes quantidades do resíduo industrial borra oleosa ácida, utilizando como agente encapsulante o cimento Portland CP-V ARI. O programa experimental consistiu na realização de estudos pré e pós-tratamento, analisando fisicamente o solo através de ensaios de caracterização geotécnica, compactação, resistência à compressão simples, durabilidade e condutividade hidráulica. Quimicamente foram realizados ensaios de lixiviação em coluna e análises químicas e físico-químicas do lixiviado. Devido às elevadas temperaturas detectadas no momento das misturas de solo/cimento e borra oleosa ácida, foram realizados ensaios para o monitoramento da temperatura e o tempo de hidratação do cimento. Os resultados apontam que quanto maior a quantidade de borra oleosa ácida presente no solo tratado, maior é a temperatura de hidratação do cimento e mais rápido atinge o pico máximo, resultando em menor resistência à compressão simples e maior perda de massa. Em amostras sem cimento, a condutividade hidráulica diminui com o aumento de borra oleosa ácida, quando adicionado cimento a condutividade hidráulica inicialmente diminui com o acréscimo de borra oleosa ácida, mas volta a aumentar com quantidades maiores de contaminante. A técnica de encapsulamento mostrou-se eficiente quanto à redução dos metais pesados, devido, principalmente, ao aumento do pH e a precipitação de tais elementos. Porém não se mostrou eficiente quanto ao sulfato, condutividade elétrica e demanda química de oxigênio. / The objective of this study is applying the encapsulation technique, also known as solidification/stabilization, in soil contaminated with increasing amounts of acidic oily sludge industrial residues, using Portland cement CP-V ARI as the encapsulating agent. The experimental program consisted of studies pre and post-treatment, in which the soil was physically analyzed through geotechnical characterization testings, compactation, unconfined compressive strength, duration and hydraulic conductivity tests. In chemical terms, column leach testings were conducted, along with chemical and physical-chemical analyses of the leachete. Due to the high temperatures detected upon mixing soil/cement and the acidic oily sludge, tests were conducted to monitor the temperature and the hydratation rate of the cement. The results show that the greater the amount of acidic oily sludge in the treated soil, the higher the temperature necessary to hydrate the cement and the faster it reaches the maximum peak, which results in less unconfined compressive strength and greater mass loss. In samples without cement, the hydraulic conductivity reduced upon increasing the amount of acidic oily sludge. When cement is added, the hydraulic conductivity initially decreases with the acidic oily sludge, but it increases again with greater amounts of the substance. The encapsulation technique proved to be efficient in the reduction of heavy metals, due mainly to the pH increase and the precipitation of such components. However, the technique did not prove to be efficient in relation to sulphate, and to the electrical conductivity and the chemical oxygen demand.

O Agregado Trióxido Mineral (MTA) por apresentar boas propriedades físico-químicas e biológicas é indicado, entre outros, como material retrobturador em cirurgias parendodônticas. O objetivo deste trabalho foi avaliar, microscopicamente, a resposta do tecido subcutâneo de ratos frente à implantação de tubos de polietileno preenchidos por clínquer do cimento Portland branco puro, clínquer do cimento Portland acrescido de 2 e 5 % de Sulfato de Cálcio e o CPM um agregado trióxido mineral e analisar possíveis alterações teciduais provocadas. Também foi avaliado o tempo de presa para os quatros materiais. Utilizou-se 24 ratos e cada animal recebeu quatro implantes de tubos de polietileno, preenchidos com os materiais recém-espatulados em uma extremidade e na outra, guta-percha (controle). Após 15, 30 e 60 dias os animais foram mortos e os espécimes foram fixados em formalina 10 % e preparados para análise microscópica. Duas regiões foram avaliadas: a cápsula, estrutura imediatamente em contato com os materiais e a subcápsula região subjacente a cápsula. As análises morfológica e morfométrica da cápsula mostraram inflamação crônica com intensidade leve tendendo a discreta e maior organização das fibras, vasos, fibroblastos, e espessamento da cápsula fibrosa com decorrer do tempo, porém sem diferença estatisticamente significante (p>0,05) entre os materiais, já que induziram respostas teciduais semelhantes. Em relação à avaliação da subcápsula a única diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre os materiais ocorreu para o período inicial de 15 dias onde o CPM apresentou o menor valor de células inflamatórias. Quanto ao tempo de presa dos materiais avaliados, o menor tempo de presa inicial ocorreu para o clínquer puro (6 min), seguido pelo clínquer a 2% (9 min) e clínquer a 5% (10 min) e o mais longo foi o CPM (15min). Em relação à presa final o clínquer puro também obteve o menor tempo (21mim), seguido pelo clínquer a 2% (25 mim), CPM (27 min) e por último o clínquer a 5% (42 min). Considerando as limitações deste trabalho, todos os materiais estudados apresentaram boa biocompatibilidade e o CPM apresentou menor grau de resposta inflamatória na região da subcápsula. / The Mineral Trioxide Aggregate (MTA) has been showing good physicochemical and biological properties and indicated for use in endodontic apical surgery, perforation repair, and apexification treatment. The purpose of this study was to evaluate the subcutaneous connective tissue reactions of CPM and clinker of Portland cement, either pure or combined with calcium sulfate 2 and 5% of the total weight. The setting time of the four cements were also evaluated. Four subcutaneous pockets were created in dorsum of the 24 rats and implanted polyethylene tubes sealed on one side with an material and other side with gutta-percha (control group). The Animals were sacrificed at 15, 30, and 60 days after implantation, the skin containing the tubes colleted and fixated in 10% formalin. The tubes were removed and surrounding tissue histologically processed. Two regions were evaluated, the connective-tissue capsule formed around material and the subcapsular tissue opposed the capsule. The morphologic and morphometric analysis of collagen fibres, fibroblasts, vessels and inflamatory tissue showed that in the capsule did not found statistical differences between groups (p>0,05), showing low-grade chronic inflammation and increase grade of organization of fibrous connective tissue structures with the time. In the subcapsule differences were only significant (p<0,05) in the CPM group at 15 days that presented less inflammatory cells in comparison with other materials. Concerning about the initial setting time the lower time was to clinker pure (6 min), followed by clinker 2% (9 min), clinker 5% (10min) and finally the CPM (15 min). About the final setting time the clinker pure obtained the least time (21 min), followed by clinker 2% (25 min), CPM (27 min) and clinker 5% (42 min). Within the limits of this study, all studied materials showed good biocompatibility and CPM showed low-grade inflammatory response in the subcapsule.

Ao longo dos últimos anos, têm sido expressivo o interesse pelo estudo do Agregado de Trióxido Mineral (MTA) devido às boas propriedades físico-químicas e biológicas que apresenta. Da mesma forma houve um grande interesse no cimento Portland, já que, segundo os trabalhos científicos encontrados na literatura, apresentam composição e desempenho semelhantes. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento biológico do Endo-CPM-Sealer e do clínquer do cimento Portland puro e acrescido com sulfato de cálcio (com 2% e 5% do seu peso total) no tecido subcutâneo de ratos, para analisar as possíveis alterações teciduais que possam induzir. Também foi avaliado o tempo de presa dos quatro cimentos. Empregaram-se 24 ratos machos da linhagem Wistar, divididos em três grupos para cada período experimental (15, 30 e 60 dias). Cada animal recebeu quatro tubos de polietileno (preenchidos com os cimentos experimentais e selados numa das extremidades com guta-percha que serviu como controle) no tecido subcutâneo da região dorsal. Decorridos os períodos experimentais, os animais foram mortos e os tubos foram removidos com tecido adjacente suficiente para análise microscópica. Os resultados mostraram que o Endo-CPM-Sealer, produziu a maior resposta inflamatória nos períodos de 15 e 60 dias, sendo estatisticamente significante somente no primeiro período. O clínquer do cimento Portland puro, foi o que produziu a menor resposta tecidual inflamatória, em todos os períodos. Todos os materiais avaliados apresentaram-se semelhantes no período de 60 dias e não apresentaram diferença estatisticamente significante. Com relação ao tempo de presa inicial, o clínquer do cimento Portland puro, foi o que apresentou o menor valor (5min), e o menor valor do tempo de presa final foi dado pelo Endo-CPM-Sealer (22min), seguido pelo clínquer do cimento Portland puro (55min). / During the last years, there has been considerable interest in the investigation of Mineral Trioxide Aggregate (MTA), due to its good physicochemical and biological properties. Similarly, there was great interest in Portland cement, since scientific studies in the literature reveal that these materials present similar composition and performance. This study aimed to evaluate the biological behavior of Endo-CPM-Sealer and clinker of Portland cement, either pure or combined with calcium sulfate (2% and 5% of the total weight), by implantation in subcutaneous tissue of rats, to analyze the possible tissue alterations that may be induced. The setting time of the four cements were also evaluated. The study was conducted on 24 male Wistar rats, divided into 3 groups for each study period (15, 30 and 60 days). Each animal underwent placement of four polyethylene tubes (filled with the experimental materials and sealed with gutta-percha at one end, which served as control) in the subcutaneous tissue at the dorsal region. After the study periods, the animals were killed and the tubes were removed with enough surrounding tissue for microscopic analysis. The results demonstrated that Endo-CPMSealer caused greatest inflammatory response at 15 and 60 days, with a statistically significant difference only on the first period. Pure clinker of Portland cement produced the least inflammatory response at all periods. All materials were similar at 60 days, without statistically significant difference. Concerning the initial setting time, pure clinker of Portland cement exhibited the shortest time (5min); the shortest final setting time was observed for Endo-CPM-Sealer (22min), followed by pure clinker of Portland cement (55min).

A adição de látex polimérico em argamassas usadas para reparos, argamassas colantes, argamassas técnica decorativas, argamassas de impermeabilização e chapiscos de alto desempenho é prática comum no setor de construção civil, visto que auxiliam seu desempenho no estado endurecido. As modificações do cimento Portland branco com diversos teores (de 5% a 20%) e tipos de látex (etileno vinil acetato, poliacetato de vinil versatato, estireno acrílico e estireno butadieno) resultaram em alterações no estado fresco (cinética de hidratação, cinética de consolidação, teor de ar incorporado) e no estado endurecido (resistência mecânica, elasticidade, absorção de água por capilaridade, permeabilidade ao ar e ao vapor), em muitos casos, proporcionais ao aumento de seus teores. Ao se atingir 20% de adição, em ralação à massa do cimento, houve ganhos expressivos no estado endurecido das pastas, como o aumento da resistência à tração na compressão diametral, e da resistência de aderência, diminuição do módulo elástico e da absorção de água por capilaridade sem comprometer a facilidade à permeabilidade do vapor. Todavia, no estado fresco não apresentaram condições de aplicação devido à excessiva fluidez e diminuição acentuada no processo de consolidação. / Modified Portland cement mortars have been used for repair, stickers, highperformance and finishing of facades is common practice in the construction industry, due his performance in hardened state. Additions of several latex levels (5% to 20%) and types (ethylene vinyl acetate, vinyl poliacetate versatate, styrene acrylic and styrene butadiene) resulted in changes in the fresh state (hydration kinetics, kinetic consolidation, air content) and hardened state (mechanical strength, elasticity, water absorption by capillarity, and steam permeability) and mostly the effects increase with the increase of its levels. When the Latex levels reached 20% in relation of cement were expressive gains in state hardened state, as increased tensile strength in diametral compression, and grip strength, decreased elastic modulus and water absorption by capillarity without compromising ease of vapor permeability. However, in the fresh state did not show application conditions due to the excessive fluidity and strong decrease in the consolidation process.

O projeto de lavra em minerações de calcário para fabricação de Cimento tem se mostrado de extrema importância em um mercado cada vez mais competitivo, como o de fabricação de cimento. No Brasil, dentro das minerações de grande porte, as minerações de calcário representam cerca de 20% de todo minério explotado. Metodologias que permitam um melhorar aproveitamento da jazida mineral ganham relevância para orientar projetos de longo prazo e exigem ferramentas para a tomada de decisão sobre o investimento ou não em projetos fabris e, consequentemente, sobre a viabilidade de projetos de lavra. A metodologia proposta foi aplicada em um exemplo e apresenta uma visão global dos problemas enfrentados em minerações de calcário e que facilitará a tomada de decisão sobre investimentos com premissas reais utilizadas por companhias cimenteiras. Além das premissas, serão apresentados problemas recorrentes encontrados quando se avalia a abertura de minerações de calcário para fabricação de cimento, com diversas variáveis exógenas ao projeto, como comunidades no entorno, sítios arqueológicos, cavernas protegidas, vegetação, entre outros, além dos fatores internos ao mesmo, como os teores, o \"blend\" de camadas, a relação estéril/minério, avaliações geotécnicas, entre outros. / The cement mining project for cement manufacturing has proved to be extremely important in an increasingly competitive market, such as cement manufacturing. In Brazil, within large-scale mining, limestone mining accounts for about 20% of all ore mined. Methodologies that allow a better use of the mineral deposit become of extreme importance to guide long-term projects and require tools for decision making on investment or not in manufacturing projects, and consequently on the feasibility of mining projects. The methodology proposed and applied in an application example will present an overview of the problems faced in limestone mining and will facilitate the decision making on investments with real premises used by cement companies. In addition to the premises, we will present current problems encountered when assessing the opening of limestone quarries for cement manufacturing, with innumerable variables exogenous to the project, such as surrounding communities, archaeological sites, protected caves, and vegetation, among others, besides the internal factors, such as ore grade, the blend of layers, the strip ratio, geotechnical evaluations, and others.

O presente trabalho avaliou o comportamento hidráulico e reativo de um solo argiloso compactado na energia proctor modificada, com adição de cimento Portland, para fins de aplicação em barreiras impermeáveis de fundo em aterros de resíduos sólidos industriais e de mineração, quando submetido à ação de carga estática de resíduos e em contato com lixiviado ácido enriquecido com os metais cádmio e chumbo. Um Latossolo argiloso residual da cidade de Passo Fundo - RS foi utilizado para moldagem de corpos de prova. A adição de cimento nas proporções de 0% a 2% teve como objetivo melhorar as condições reativas da barreira. Para verificação do comportamento hidráulico foram executados ensaios de condutividade hidráulica. O comportamento reativo foi avaliado por meio de ensaios de difusão, os quais foram realizados com aplicação de carga estática variável (0 kPa a 500 kPa). Soluções contaminantes contendo respectivamente 10 mg/L de cádmio e 10 mg/L de chumbo foram elaboradas com pH variando na faixa de 1 a 6. A partir de ensaio de difusão foram determinados o fator de retardamento (Rd), o coeficiente de distribuição (Kd) e o coeficiente de difusão efetiva (D*), para cada combinação de pH, % cimento e carga estática aplicada. Os resultados obtidos para a mistura compactada investigada indicaram um baixo coeficiente de condutividade hidráulica (<10-9 m/s) e valores que sofreram redução com o acréscimo de cimento. Em relação ao comportamento reativo, os valores de Rd e Kd sofreram incrementos, principalmente com o aumento do pH da solução contaminante, evidenciando o aumento da retenção dos metais. O D* não sofreu influência para os ensaios com Cd e sofreu redução devido à intensa precipitação química em solução que ocorreu devido ao acréscimo de cimento nos ensaios com Pb. A ação conjunta do aumento do pH e da adição de cimento à barreira ocasionou a maior ocorrência de reações de precipitação na barreira, do que reações de adsorção, o que não foi favorável porque possibilita que o contaminante permaneça em solução e possa ser solubilizado em presença de meio ácido. Nesse sentido, a condição que se apresentou mais favorável para o projeto de uma barreira impermeável e reativa foi de 0% de cimento para Pb e 1% de cimento para Cd, as quais desencadearam maiores os valores de Rd e Kd, considerando o contaminante na sua condição mais ácida (pH 1). Em relação à magnitude dos parâmetros Rd e Kd, Pb apresentou maiores valores do que Cd, indicando menor mobilidade. / This study evaluated the hydraulic and reactive behavior of a clayey soil compacted at modified energy proctor, with and without the addition of Portland cement, aiming at its use as containment barriers for industrial and mining solid waste disposal facilities, when subjected to the action of a static load simulating the solid waste mass and to an acid leachate enriched with metals cadmium and lead. A clayey residual Oxisol from Passo Fundo - RS was used for molding specimens. The cement addition in the proportions of 0% to 2% aimed to improve the reactive potential of barrier. Tests of hydraulic conductivity were performed to investigate the hydraulic behavior. The reactive behavior was evaluated through diffusion tests which were conducted with variable static load (0 kPa to 500 kPa). Contaminant solutions were prepared with pH varying from 1 to 6 and 10 mg/L, for both cadmium and lead. The retardation factor (Rd), the distribution coefficient (Kd) and the effective diffusion coefficient (D*) were determined for each combination of pH, % cement and static load. The results obtained showed a low hydraulic conductivity coefficient (<10-9 m/s) and values that decreased with the increasing cement content. Regarding the reactive behavior, the values of Kd and Rd increased mainly with the pH solution increment, causing the increase of metals retention. D* was not affected in the tests with Cd, but was reduced in the tests with Pb, probably by the intense chemical precipitation that occurred due to the cement addition. The combined action of increasing both the pH and the cement addition caused a higher level of precipitation reactions, which allows the contaminant to remain in solution and be solubilized in acid environment. In this sense, the condition which was most favorable for the design of an reactive and impermeable barrier was 0% cement for Pb and 1% cement for Cd, which provided the highest Rd and Kd values, considering the contaminant at its most acidic condition. Regarding the parameters Rd and Kd magnitudes, Pb showed higher values than Cd, indicating less mobility.

Este trabalho tem como objetivo aplicar a técnica de encapsulamento, conhecida também como solidificação/estabilização, em um solo contaminado com crescentes quantidades do resíduo industrial borra oleosa ácida, utilizando como agente encapsulante o cimento Portland CP-V ARI. O programa experimental consistiu na realização de estudos pré e pós-tratamento, analisando fisicamente o solo através de ensaios de caracterização geotécnica, compactação, resistência à compressão simples, durabilidade e condutividade hidráulica. Quimicamente foram realizados ensaios de lixiviação em coluna e análises químicas e físico-químicas do lixiviado. Devido às elevadas temperaturas detectadas no momento das misturas de solo/cimento e borra oleosa ácida, foram realizados ensaios para o monitoramento da temperatura e o tempo de hidratação do cimento. Os resultados apontam que quanto maior a quantidade de borra oleosa ácida presente no solo tratado, maior é a temperatura de hidratação do cimento e mais rápido atinge o pico máximo, resultando em menor resistência à compressão simples e maior perda de massa. Em amostras sem cimento, a condutividade hidráulica diminui com o aumento de borra oleosa ácida, quando adicionado cimento a condutividade hidráulica inicialmente diminui com o acréscimo de borra oleosa ácida, mas volta a aumentar com quantidades maiores de contaminante. A técnica de encapsulamento mostrou-se eficiente quanto à redução dos metais pesados, devido, principalmente, ao aumento do pH e a precipitação de tais elementos. Porém não se mostrou eficiente quanto ao sulfato, condutividade elétrica e demanda química de oxigênio. / The objective of this study is applying the encapsulation technique, also known as solidification/stabilization, in soil contaminated with increasing amounts of acidic oily sludge industrial residues, using Portland cement CP-V ARI as the encapsulating agent. The experimental program consisted of studies pre and post-treatment, in which the soil was physically analyzed through geotechnical characterization testings, compactation, unconfined compressive strength, duration and hydraulic conductivity tests. In chemical terms, column leach testings were conducted, along with chemical and physical-chemical analyses of the leachete. Due to the high temperatures detected upon mixing soil/cement and the acidic oily sludge, tests were conducted to monitor the temperature and the hydratation rate of the cement. The results show that the greater the amount of acidic oily sludge in the treated soil, the higher the temperature necessary to hydrate the cement and the faster it reaches the maximum peak, which results in less unconfined compressive strength and greater mass loss. In samples without cement, the hydraulic conductivity reduced upon increasing the amount of acidic oily sludge. When cement is added, the hydraulic conductivity initially decreases with the acidic oily sludge, but it increases again with greater amounts of the substance. The encapsulation technique proved to be efficient in the reduction of heavy metals, due mainly to the pH increase and the precipitation of such components. However, the technique did not prove to be efficient in relation to sulphate, and to the electrical conductivity and the chemical oxygen demand.

A reciclagem profunda com adição de cimento Portland é uma técnica de recuperação estrutural e funcional de pavimentos empregada há muitos anos no país, devido a vantagens técnicas, econômicas e ambientais. Contudo, a difusão mais ampla da técnica esbarra na carência de normas e procedimentos nacionais, o que resulta na adoção de variados critérios nos projetos que incluem reciclagem com cimento, às vezes, comprometendo sua eficácia. A pesquisa relatada nesta dissertação teve por objetivo principal estabelecer as bases para a proposição de um método de dosagem para reciclagem de pavimentos com adição de cimento, considerando-se como referência o método de dosagem de materiais estabilizados com cimento da Austroads (2002). Para verificar a validade deste método para materiais de pavimentos brasileiros, desenvolveu-se um programa experimental no qual foram avaliadas propriedades mecânicas (resistência, rigidez e erodibilidade) e volumétricas (retração, absorção, expansão e ascensão capilar) de misturas constituídas por fresado asfáltico, brita graduada e cimento, variando-se a porcentagem de fresado (20% e 50%), o teor de cimento (2%, 4% e 6%), a energia de compactação (Intermediária e Modificada) e o tempo de cura dos corpos de prova (3, 7 e 14 dias). Os resultados dos ensaios mostraram que todas as variáveis analisadas afetam significativamente a resistência à compressão simples, a resistência à tração por compressão diametral e o módulo de resiliência das misturas, enquanto que a retração, a erodibilidade, a absorção, a expansão e a ascensão capilar são afetadas por algumas das variáveis independentes. Dentre outras conclusões, destaca-se que são obtidos elevados valores de resistência à compressão simples (1,61 MPa a 6,08 MPa), resistência à tração por compressão diametral (0,29 MPa a 1,00 MPa) e de módulo de resiliência (10390 MPa a 25719 MPa) com teores baixo (2%) e médio (4%) de cimento, sendo desnecessário e arriscado, pela elevada retração associada, o emprego de teor mais elevado (6%). Ainda, observou-se que o aumento da energia de compactação permite compensar a utilização de teores mais baixos de cimento no que se refere às resistências (à compressão, à tração e à erosão) e módulos obtidos. Globalmente, conclui-se que o método de dosagem de materiais estabilizados com cimento da Austroads (2002) pode ser usado como modelo para o desenvolvimento de um método de dosagem para reciclagem de pavimentos com adição de cimento, sendo necessárias pequenas complementações ou adaptações. O método de dosagem sugerido nesta Dissertação é, ao mesmo tempo, simples o suficiente para ser empregado em laboratórios de canteiros de obra e amplo o bastante para identificar as propriedades mecânicas e volumétricas que devem ser avaliadas ao elaborar-se um projeto de mistura reciclada com cimento. / Full-depth reclamation (FDR) with Portland cement is a technique used for structural and functional rehabilitation of pavements and has been used in Brazil for many years, especially because its technical, economical and environmental advantages. However, a larger diffusion of the technique has been inhibited by the lack of national standards and procedures, resulting in the adoption of different design criteria, which sometimes leads to a low efficiency of the FDR with cement. This research was carried out with the objective of setting the basis for a mix design method for FDR with cement, considering the Austroads (2002) mix design method for stabilized pavement materials as a model. In order to verify the applicability of the Austroads method to Brazilian pavement materials, an experimental program was carried out testing mechanical (strength, stiffness and durability) and volumetric (drying shrinkage, absorption, swell and capillary rise) properties of mixtures made of reclaimed asphalt pavement (RAP), graded crushed stone and cement. Specimens with different RAP contents (20% and 50%), cement contents (2%, 4% and 6%), compacted with two different efforts (Brazilian Intermediate and Modified) were cured for 3, 7 and 14 days. Test results showed that all the studied variables affect the unconfined compressive strength, indirect tensile strength and resilient modulus of the mixtures, while drying shrinkage, erodibility, absorption, swell and capillary rise are affected by some of the independent variables. Among other conclusions, it is pointed out that high values of unconfined compressive strength (1,61 MPa to 6,08 MPa), indirect tensile strength (0,29 MPa to 1,00 MPa) and resilient modulus (10390 MPa to 25719 MPa) may be achieved with low (2%) and intermediary (4%) cement contents, thus making the use of higher (6%) cement content unnecessary and unsafe, due to the higher costs and to the drying shrinkage associated. It was also observed that increases in the compaction effort may compensate the use of lower cement contents as regards to strengths and moduli obtained. Generally, can be concluded that the Austroads (2002) mix design method for stabilized pavement materials may be used as a model for the development of a mix design method for FDR with cement, being necessary only a few additions or adaptations. The suggested method is, simultaneously, simple enough to be used in field laboratories and comprehensive enough for including the mechanical and volumetric properties that must be evaluated when designing a mix for FDR with cement.