Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-07-17T00:54:53Z No. of bitstreams: 1 GuilhermeBorges.pdf: 4510537 bytes, checksum: dc5e56dcec51dae169af4d154ba5edd5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-17T00:54:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GuilhermeBorges.pdf: 4510537 bytes, checksum: dc5e56dcec51dae169af4d154ba5edd5 (MD5) Previous issue date: 2013-12-27 / Nenhuma / A geração de resíduos está diretamente relacionada com o equilíbrio ecológico e com a própria sobrevivência do homem. A sociedade de consumo atual ainda tem o vício de extrair da natureza à matéria prima a qual é transformada em diversos produtos, e depois de usá-la, os resíduos são descartados, muitas vezes, em áreas inapropriadas, caracterizando uma relação predatória com o meio ambiente. Assim, uma grande quantidade de materiais recicláveis que poderiam ser reciclados e/ou reaproveitados, a partir dos resíduos gerados, são inutilizados ou desvalorizados em função de seu destino final em aterros industriais. Neste contexto, o setor da agroindústria é um grande gerador de resíduos através da casca de arroz (CA) quando esta é transformada em energia gerando como excedente a cinza de casca de arroz (CCA). Frente a esta realidade é proposto um estudo da utilização da CCA, oriunda da queima de CA, na confecção de compósitos utilizando termorrígidos como matrizes, promovendo a sua reciclagem para a elaboração de novos produtos que tenham utilidade comercial e valor agregado. Assim pensando, procurou-se ressaltar a utilidade contida na confecção de compósitos de CCA, como matéria prima, por exemplo, para encapsulamento de semicondutores. Neste sentido, as propriedades químicas e físicas do compósito de Epóxi com CCA foram avaliadas em comparação com o compósito de Epóxi contendo sílica natural, na qual é matéria prima para encapsulamento de semicondutores. De acordo com os resultados dos ensaios realizados na matéria prima, compósitos da CCA e a sílica natural conclui-se que as propriedades dos dois materiais são semelhantes, apresentando algumas diferenças como a viscosidade, absorção de água, tração e flexão em que os valores da CCA para estes ensaios são maiores comparados com a sílica natural. Estas propriedades poderiam resultar em um produto não compatível com as exigências estabelecidas para o encapsulamento de semicondutores. O controle destas propriedades, como uma granulometria adequada da CCA para obter uma viscosidade próxima da sílica natural, a utilização de CCA na forma de estrutura cristalina o que favorece uma forma mais compacta, diminuindo a tendência de absorção de água são formas de aproximar as características da CCA com a sílica natural, o que indica a possibilidade de utilização da CCA em substituição a sílica natural como matéria prima para compósitos de engenharia, por exemplo, no encapsulamento de semicondutores. / The generation of waste is direct related with the ecological balance and with man own survival. The present consumer society of today also has the habit to extract raw material which is transformed in different products and after used the exceeding they are discarded in appropriate areas, attributing a predatory relation with the environment. Then, these big quantities of recycled products that could be useful from the waste generation are useless or worthless in its end. In this context it worth to remind that the agricultural and industrial sectors are big generators of waste throughout of the Rice Husk (RH), when this becomes energy generating exceed for Rice Husk Ashes (RHA). On the face of this reality is propose a study about the utilization of the (RHA), natural residual originated from the burn of Rice Husk (RH), in the production of “composites” using “thermoset” like matrixes, simplifying its recycling and in simultaneously promoting the production of new products has commercial use and value associated. Assuming so, we aim to point out the utility of using “composites” (RHA) to elaborate a study aimed the use of “composites” as raw material to cover semiconductors. For this aspect of the study, it worth to, of the chemical and physical properties of the composites of “Epoxy” with natural “silica, which is raw material to cover semiconductors. According to the test results of raw materials and of composites CCA and natural silica and concluded that the properties of the two materials are similar, with some differences as viscosity, water absorption, tensile and flexural wherein the of CCA for these assays are larger compared to natural silica. The control of these properties, such as a particle size suitable for CCA a viscosity close to natural silica, the use of CCA in the form of crystalline structure which favors a more compact form, thus reducing the tendency for water absorption are ways of approximating the characteristics CCA with natural silica, resulting in the possibility of using silica CCA substituting natural raw materials for semiconductor encapsulation.

Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-08-20T19:10:00Z No. of bitstreams: 1 BERWANGER.pdf: 7253308 bytes, checksum: edb2171b5f01c1e1119e3caf0084f1ee (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-20T19:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BERWANGER.pdf: 7253308 bytes, checksum: edb2171b5f01c1e1119e3caf0084f1ee (MD5) Previous issue date: 2014-07-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / NUCMAT - Núcleo de Caracterização de Materiais / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / A contaminação das águas por hidrocarbonetos aromáticos (BTEX) causam impactos ambientais negativos. Efluentes industriais petroquímicos, gerados a partir dos processos de extração do petróleo contém tais poluentes prejudiciais à saúde. Processos de adsorção são amplamente utilizados na remoção de BTEX em efluentes contaminados, sendo o carvão ativado o adsorvente mais popular. Todavia o processo de obtenção do carvão ativado é complexo e potencialmente poluidor. Pesquisas envolvendo a utilização da Cinza de Casca de Arroz (CCA) como material adsorvente vêm sendo realizadas, no entanto a sua eficiência está diretamente relacionada às condições de queima (tipo de reator utilizado, magnitude e tempo de exposição), bem como o tipo do poluente, a sua solubilidade, o pH e a concentração do mesmo. A pesquisa foi desenvolvida no Laboratório de Caracterização de Materiais da UNISINOS, sendo utilizados um sistema de filtração positiva de bancada, a uma pressão de 4,5 kg.f/m², e três tipos de CCA, provenientes de dois processos distintos de geração de cinza, sendo duas obtidas através de reator do tipo grelha e outro por reator do tipo leito fluidizado, como meio filtrante. As CCAs foram caracterizadas através dos ensaios de Fluorescência de Raios X, Distribuição Granulométrica, Perda ao Fogo, Difração de Raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura, e a eficiência de remoção dos poluentes (BTEX), verificadas através da análise direta dos resultados obtidos por Cromatografia Gasosa com detecção por Chama de Ionização. Para cada ensaio foi utilizado uma massa de 45g de CCA como adsorvente alternativo e 1 L de efluente industrial petroquímico. De acordo com os resultados obtidos, as CCA demonstraram ser um bom adsorvente para remoção de BTEX em efluente petroquímico com baixas concentrações (µg/L) destes contaminantes, chegando a resultados de eficiência superiores a 98%. Entretanto não foi possível verificar uma tendência nos resultados de eficiência provavelmente em função da faixa de concentração de BTEX contida no efluente (µg/L), das perdas por volatilização, pelo empacotamento das cinzas na coluna do sistema de tratamento e por se tratar de um efluente real. / The contamination of water by aromatic hydrocarbons (BTEX) causes negative environmental impacts. Petrochemical industrial wastewater generated from the processes of extracting oil contains such harmful pollutants to our health. Adsorption processes are widely used in the removal of BTEX in contaminated effluent, being the most popular activated carbon adsorbent. However the process of obtaining the activated carbon is complex and is potentially polluting. Researches involving the use of rice husk ash (RHA) as an adsorbent materials have been undertaken, however its effectiveness is directly related to the burning conditions (type of the reactor used, magnitude and the duration of exposure), as well as the type of pollutant, its solubility, pH and the concentration thereof. The research was conducted at the Laboratory of Materials Characterization in UNISINOS, a system of positive filtration bench was being used at a pressure of 4.5 kg.f/m², and three types of RHA from two distinct processes of generation of ashes, two achieved through the reactor grid-like and other by fluidized bed type reactor as a filtering medium. The RHAs were characterized through the trials of X-Ray Fluorescence, Grain Size Distribution, Fire Loss, X-ray diffraction, microscopy scanning electron, and the removal efficiency of pollutants (BTEX) verified by direct analysis of the results obtained by chromatography gas with detection by Flame Ionization. For each assay a mass of 45g as an alternative RHA adsorbent and 1 L of petrochemical industrial wastewater was used. According to the results, the RHA proved to be a good adsorbent for the removal of BTEX in petrochemical effluents with low concentrations (mg / l) of these contaminants resulting from reaching higher than 98% efficiency, however it was not possible to observe a trend in efficiency results probably due to the concentration range of BTEX contained in the effluent (mg/L), the losses by volatilization, by packing the ashes in the treatment system and column because it is a real effluent.

Avaliação da aderência de chapiscos em substratos de concretos estruturais. Com o objetivo de aprimorar a microestrutura da zona de interface argamassa/concreto e aumentar a resistência de aderência do revestimento, utilizou-se chapisco com baixa relação água/aglomerante e adição da sílica ativa extraída da casca de arroz como tratamento da zona de interface da argamassa e substrato. Para avaliar a aderência do revestimento realizaram-se ensaios de determinação da resistência de aderência à tração. Utilizou-se a técnica de microscopia eletrônica de varredura associada à espectrografia por dispersão de energia para analisar a microestrutura da zona de interface do chapisco e concreto. Os resultados do programa experimental evidenciaram que, quando se utiliza a sílica extraída da casca de arroz no chapisco, em teores de 5% em relação à massa de cimento, há aumentos significativos de resistência de aderência do revestimento. Nos estudos microestruturais, foi possível observar que devido às ações físicas e químicas da sílica da casca de arroz, formou-se uma microestrutura densa, de baixa porosidade e com a presença de produtos hidratados pouco cristalinos na interface chapisco/concreto. A implementação de uma ponte de ligação constituída por chapiscos com sílica ativa, entre os substratos e as argamassas de revestimento, mostrou-se eficiente em superfícies muito lisas ou em materiais pouco porosos, como no caso das estruturas de concreto armado. / The present thesis evaluates the adherence of slurry mortars in substrates of structural concretes. To optimize the microstructure of the interfacial transition zone of mortar and concrete and to improve the adherence of mortar renderings, slurry mortars of lower water/cement ratio with silica obtained from rice husk were used as treatment of interfacial transition zone. In order to evaluate adherence, bond strength tests were realized. The microstructural characterization of the interfacial transition zone of slurry mortars and concrete was performed by scanning electronic microscopy. The results indicate that adding silica obtained from rice husk into the slurry mortars increases the bond strength. Moreover, the formation of a dense microstructure is observed in the interfacial transition zone of slurry mortar and concrete due to the microfiller effect and high pozzolanic activity of the silica obtained from rice husk. The implementation of a connection bridge constituted by slurry mortars with the addition of the silica obtained from rice husk between the substrate and the mortar rendering showed to be efficient in the substrates with low porosity, as in the case of concrete structures.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T19:48:20Z No. of bitstreams: 1 JOCIELYS JOVELINO RODRIGUES - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2539318 bytes, checksum: 88878182929175962ca411ac34f42556 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T19:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOCIELYS JOVELINO RODRIGUES - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2539318 bytes, checksum: 88878182929175962ca411ac34f42556 (MD5) Previous issue date: 2015 / Capes / Este trabalho teve como objetivo, desenvolver peneiras moleculares utilizando fontes de sílica convencional (TEOS) e alternativa (cinza da casca de arroz), utilizá-las como suportes para catalisadores de Cobalto destinados à síntese de FischerTropsch, e também, investigar o efeito da introdução de rutênio como promotor na reação acima mencionada. Preparou-se a SBA-15 a partir de um gel com composição molar: 1.0 FONTE DE SÍLICA: 0.017 P123: 5.7 HCl: 193 H2O. Os catalisadores foram preparados pelo processo de impregnação úmida utilizando solução de 0,1 M de (Co(NO3)2.6H2O). Na sequência, foi incorporado o promotor rutênio usando solução aquosa de 0,1M de Cloreto de Rutênio (RuCl3xH2O). As amostras foram caracterizadas por DRX, EDX, TG/ATD, MEV, MET, RTP e adsorção física de N2. A reação de Fischer-Tropsch foi conduzida em reator leito de lama durante 6 horas de reação a 240oC e pressão de 20 bar, utilizando uma relação molar H2/CO = 1. A obtenção da SBA-15 utilizando fontes de sílica convencional e alternativa pôde ser confirmada pelos difratogramas, com destaque para a SBA-15 obtida com a fonte alternativa cinzas da casca de arroz, resíduo agrícola produzido em longa escala e que praticamente não tem aplicação comercial. Os difratogramas dos catalisadores na faixa angular de 0-8º mostraram que após a impregnação dos metais e calcinação, não ocorreram modificações na estrutura hexagonal dos materiais mesoporosos, observando-se os picos principais da fase do SBA-15. As análises de adsorção física de N2 das peneiras moleculares SBA-15 (CCA) e SBA15 (TEOS), mostram isotermas com perfil do tipo IV e histerese H1, características de materiais mesoporosos. As análises térmicas das peneiras moleculares SBA-15 (TEOS) e SBA-15 (CCA) indicaram a eliminação do direcionador (Pluronic) no processo de calcinação. As áreas superficiais específicas dos catalisadores diminuem e o volume de poro varia, devido ao bloqueio parcial dos poros pelo cobalto e pelo promotor rutênio, mas a estrutura da peneira molecular SBA-15 não é alterada. Os perfis de RTP dos catalisadores das séries Co/SBA-15 e Ru/Co/SBA-15 permitiram verificar a presença de picos distintos que pode ser causado pela redução dos óxidos de cobalto. A MET mostrou espécies de cobalto na forma esférica com tamanho de 20 nm, e após a co-impregnação com rutênio, houve uma melhor dispersão dessas espécies de cobalto resultando em partículas menores com tamanho médio de 10 nm. Os resultados obtidos a partir da síntese de FischerTropsch pelos catalisadores, apresentaram altas seletividades a hidrocarbonetos C5+ de alto valor agregado, bem como, verificou-se que a co-impregnação do promotor rutênio no catalisador Co/SBA-15, favoreceu o aumento da seletividade para hidrocarbonetos C5+ e diminuiu a seletividade para metano, com destaque para o desempenho do catalisador 20%Co/0,5%Ru/SBA-15 preparado com as cinzas da casca de arroz. / The aim of this work was to prepare the mesoporous molecular sieve SBA-15 using conventional silica sources (TEOS) and alternative (Ash rice husk) and uses them as support for cobalt catalysts for the Fischer-Tropsch process. And investigate the introduction of ruthenium as a promoter. It was prepared SBA- 15 from a gel of molar composition : 1.0 silica source : 0.017 P123 : 5.7 HCl : 193 H2O. The catalysts were prepared by wet impregnation process using 0.1 M solution (Co(NO3)2.6H2O) (Vetec). Following ruthenium promoter was incorporated using 0.1 M aqueous solution of ruthenium chloride (RuCl3xH2O). The samples were characterized by XRD, EDX , TG/DTA, SEM, TEM, TPR and adsorption of N2. The Fischer-Tropsch reaction is conducted at 240 °C , pressure of 20 bar using a molar ratio H2/CO = 1, on a slurry reactor for a reaction time of 8 h. Obtaining the SBA -15 silica using conventional sources and alternative could be confirmed by X ray diffraction , with emphasis on the SBA -15 obtained with the alternative source of rice husk ash , a residue of agriculture abundant and cheap that is usually discarded. The XRD patterns of the catalysts in the angular range 0-8º showed that after impregnation and calcination of the metal changes did not occur in the hexagonal structure of mesoporous materials , observing the main peaks of the phase of SBA -15. The physical adsorption of N2 analysis of SBA -15 molecular sieves (CCA) and SBA -15 (TEOS) show with type IV isotherm profile and H1 hysteresis characteristics of mesoporous material. The thermal analysis of SBA -15 molecular sieves (TEOS) and SBA -15 (CCA) indicated the elimination of the template (Pluronic) in the calcination process. The specific surface areas of the catalysts decreases , and the pore volume changes due to partial blockage of the pores by cobalt and ruthenium promoter, but the structure of SBA -15 molecular sieve is not changed. TPR profiles of the catalysts of the series Co /SBA- 15 and Ru /Co /SBA -15 evidenced the presence of distinctive peaks that can be caused by the reduction of cobalt oxides. TEM showed cobalt species on spherical 20 nm in size, and after co- impregnation with ruthenium was a better dispersion of these cobalt species resulting in particles with average size smaller than 10 nm. The results obtained from the Fischer- Tropsch the catalysts showed high selectivity to hydrocarbons C5+ of high value, and it was found that co- impregnation of the ruthenium promoter in the Co catalyst /SBA -15 promoted the increase of selectivity to C5+ hydrocarbons and decreased the selectivity to methane, highlighting the performance of the catalyst 20 % Co/0.5 % Ru/SBA-15 prepared with the ashes of the rice husk .

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RenataPAS_DISSERT.pdf: 2030872 bytes, checksum: b1f1838ae20a1cf415bfd28d267a0046 (MD5) Previous issue date: 2011-10-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The effluents released by the textile industry have high concentrations of alkali, carbohydrates, proteins, in addition to colors containing heavy metals. Therefore, a filter was prepared aiming primarily to the removal of color. In order to prepare this filter, rice hulls and diatomite were used, which have in their structure, basically amorphous hydrated silica. The silica exists in three crystalline forms: quartz, tridymite and cristobalite. In accordance with the above considerations, this study was divided into two stages; the first corresponds to the preparation of the filter and the second to carry out the tests in the effluent/filter in order to verify the efficiency of the color removal. First, the raw material was subjected to a chemical analysis and XRD, and then the diatomite was mixed, via humid, with a planetarium windmill with 20 %, 40 %, 60 % and 80 % of rice husk ash. To the mixture, 5 % carboxymethylcellulose (CMC) was added as a binder at room temperature. The samples were uniaxially compacted into metallic matrix of 0.3 x 0.1 cm? of area at a pressure of 167 MPa by means of hydraulic press and then sintered at temperatures of 1,000 ?C, 1,200 ?C and 1,400 ?C for 1 h and submitted to granulometry test using laser, linear retraction, water absorption, apparent porosity and resistance to bending, DTA, TMA and XRD. To examine the pore structure of the samples scanning electron microscope (SEM) was used. Also tests were carried out in a mercury porosimeter to verify the average size of the pores and real density of the samples. In the second stage, samples of the effluent were collected from a local industry, whose name will be preserved, located in Igap?, in the State of Rio Grande do Norte - RN. The effluent was first pretreated before filtration and then subjected to a treatment of flotation. The effluent was then characterized before and after filtration, with parameters of color, turbidity, suspended solids, pH, chemical and biochemical oxygen demand (COD and BOD). Thus, through the XRD analysis the formation of cristobalite α in all samples was observed. The best average size of pore was found to be 1.75 μm with 61.04 % apparent porosity, thus obtaining an average 97.9 % color removal and 99.8 % removal of suspended solid / Os efluentes liberados pela ind?stria t?xtil possuem altas concentra??es de ?lcalis, carboidratos, prote?nas, al?m de corantes contendo metais pesados. Assim, foi produzido um filtro visando principalmente ? remo??o da cor. Para sua obten??o foi usado a casca de arroz carbonizada e a diatomita, que possuem basicamente s?lica amorfa hidratada na estrutura. A s?lica apresenta-se sob tr?s formas cristalinas: Quartzo, tridimita e cristobalita. De acordo com as considera??es citadas, este estudo foi divido em duas etapas, a primeira etapa corresponde ? obten??o do filtro e a segunda parte a realiza??o dos ensaios no efluente/filtro, tendo em vista verificar a efici?ncia da remo??o da cor. Primeiramente, a mat?ria-prima foi submetida a uma an?lise qu?mica e de DRX, em seguida a diatomita foi misturada, via ?mido, em um moinho planet?rio com 20 %, 40 %, 60 % e 80 % de cinza de casca de arroz. Foi adicionada a mistura 5 % de carboximetilcelulose (CMC) como ligante a temperatura ambiente. Os corpos de prova foram compactados uniaxialmente em matriz met?lica de 0,3 x 0,1 cm? de ?rea a uma press?o de 167 MPa atrav?s de prensa hidr?ulica e posteriormente sinterizados em temperaturas de 1.000?C, 1.200?C e 1.400?C por 1 h e submetidos a ensaios de granulometria a laser, retra??o linear, absor??o de ?gua, porosidade aparente, resist?ncia ? flex?o, DTA, DTG e DRX. Para analisar a estrutura de poros das amostras foi utilizado um microsc?pio eletr?nico de varredura (MEV) e foi realizados ensaios em um poros?metro de merc?rio para verificar o tamanho m?dio dos poros e densidade real das amostras. Na segunda etapa, foi feito a coleta das amostras do efluente de uma empresa, cujo nome ser? preservado, alocada em Igap? RN. O efluente sofreu um pr?-tratamento antes da filtra??o sendo assim submetido a um tratamento de flota??o. O efluente foi ent?o caracterizado antes e depois da filtra??o, com par?metros de cor, turbidez, s?lidos suspensos, pH, demanda qu?mica e bioqu?mica de oxig?nio (DQO e DBO). Assim, atrav?s da analise de DRX, foi observado forma??o de cristobalita α em todas as amostras. O melhor tamanho m?dio de poro encontrado foi de 1,75 μm com porosidade aparente foi 61,04 %, obtendo assim uma remo??o de cor m?dia de 97,9 % e remo??o de s?lido suspensos de 99,8 %

Alguns materiais, constituídos quase que exclusivamente por sílica, são empregados, de forma suplementar ao cimento Portland, por promoverem melhorias ao concreto, devido aos seus efeitos físicos e pozolânicos, além de atenderem a questões ambientais. No entanto, essa sílica pode gerar produtos indesejados na presença de álcalis, sendo este fenômeno conhecido como reação álcali sílica (RAS). Na presença de água, esses produtos são capazes de expandir no interior da massa de concreto, provocando fissuras internas e externas e, em casos mais graves, a degradação do elemento estrutural. Com a finalidade de evitar essa manifestação patológica, o presente trabalho propõe-se avaliar o potencial reativo frente à RAS da sílica ativa e dois tipos de cinzas da casca do arroz (CCA), uma comercial e outra residual. Nessa investigação foram adotados os teores de 5 a 50 %, utilizados como substituição parcial ao cimento Portland padrão. Os métodos de ensaio adotados nesta pesquisa foram o método acelerado em barras de argamassa segundo a NBR 15577 - 4/5, e dois novos métodos acelerados (cubos de pasta e prismas). O métodos acelerado em cubos de pasta avaliou a resistência à compressão, enquanto o método em prismas de pasta avaliou a variação dimensional. Os resultados obtidos em barras de argamassa apontaram que ambas as CCA investigadas, foram reativos frente à RAS. No entanto, o teor de 50 %, em ambas as CCA, se mostrou inócuo para essa reação. A sílica ativa foi considerada inócua em todos os teores avaliados. O aditivo superplastificante empregado não foi eficiente em reduzir a expansão provocada pela CCA. Os ensaios que avaliaram a expansão em prismas de pasta apresentaram uma ótima correlação positiva com o método normalizado em barras de argamassa. Nos prismas de pasta com 25 % de CCA industrial foram identificados os compostos franzinite, chessexite e thaumasite. Estes compostos apresentaram morfologia de acículas ora tortuosas ora delgadas e retilíneas compondo todas as amostras coletadas dessa pasta. A análise termogravimétrica apontou o alto poder adsorvente de água dessa pasta. Em conclusão, o ensaio em prismas de pastas a 48°C com 1,25 % de Na2Oeq demonstrou ser um método prático laboratorialmente e apresentou um grande potencial para avaliar os materiais suplementares ao cimento Portland frente a RAS, além de facilitar identificação dos produtos que provocaram expansão. / Some materials, consisting almost exclusively for silica, are employed, supplementary form to Portland cement, for promoting improvements to concrete, due to their physical and pozzolanic effects and environmental issues. However, this silica may generate unwanted products in presence of alkalis. This phenomenon is known as alkali-silica reaction (ASR). In the presence of water, these products are able to expand inside concrete, generating internal and external cracks and, in severe cases, structural element degradation. In order to prevent this pathologic manifestation, the aim of the present study was to evaluate reactive potential in ASR of fume silica and two types of rice husk ash (RHA), a manufacturing and residual. Levels of 5 to 50 % were used as partial replacement to standard Portland cement. In the present study, accelerated method in mortar bars according to NBR 15577 - 4/5 and two new accelerated methods (pastes cubes and prisms) were used. Accelerated method in paste cubes evaluated compressive strength, while method in paste prims evaluated dimensional change. Results in mortar bars demonstrated, both RHA, were reactive to ASR. However, level of 50 %, both RHA, was innocuous to ASR. Fume silica was innocuous to ASR at all levels evaluated. Superplasticizer additive was not effective to reduce to expansion caused by RHA. In the cubes assay was possible to evaluate the reactive potential to ASR by analysis of variation coefficient. Results demonstrated a positive correlation between expansion in paste prism and standard method in mortar bars. In the paste prism with 25 % of RHA manufacturing were identified compounds of franzinite, chessexite and thaumasite. These compounds presented morphology of needles sometimes tortuous and sometimes thin and straight in all samples. Thermogravimetric analysis showed the high adsorbent power of water in this paste. In conclusion, paste prims assay at 48ºC with Na2Oeq 1.25 % demonstrated to be a practical laboratory method and presented a great potential to evaluate additional material to Portland cement in front of ARS, and this assay facilitates the identifications of products that cause expansion.

A reação álcali-agregado no concreto é um fenômeno que tem como causa uma reação química que ocorre entre os hidróxidos alcalinos provenientes do cimento e alguns minerais reativos presentes no agregado. Esta reação pode causar a deterioração do concreto, pois os seus subprodutos podem tornar-se expansivos na presença de umidade, originando fissuração, diminuição da resistência, aumento da permeabilidade e, eventualmente, a ruptura da estrutura. O uso de adições minerais em concretos suscetíveis à reação álcali-agregado tem sido apontado como uma alternativa eficiente na prevenção da reação expansiva, juntamente com o uso de agregados não reativos e a limitação dos teores de álcalis no cimento ou concreto. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo principal a investigação do processo de deterioração do concreto devido à reação álcali-sílica, principalmente no que se refere ao tipo ou mineralogia do agregado e à utilização de cinza de casca de arroz, como substituição parcial do cimento Portland. Desta forma, o programa de pesquisa compreendeu, a realização de ensaios de expansão acelerada em barras de argamassa (ASTM C1260/94) moldadas com cimento Portland tipo CP-I S 32, com teores de 12,5; 25 e 50% de dois tipos de cinza de casca de arroz, em substituição parcial ao cimento, e quatro diferentes tipos de agregados (basalto B, basalto BGO, granito e riodacito). A microestrutura dos materiais utilizados e das barras submetidas ao ensaio acelerado foi avaliada através de técnicas analíticas e experimentais, tais como, petrografia, difração de raios x, porosimetria por intrusão de mercúrio, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão (MEV e MET), com microanálise por detecção de energia dispersiva (EDS). Os resultados obtidos no ensaio acelerado comprovaram a potencialidade reativa das rochas analisadas e identificaram uma correlação entre o tipo de rocha e o teor de cinza de casca de arroz. A análise da microestrutura indicou que existe uma reação química da CCA com o meio alcalino utilizado no ensaio que acaba interferindo na formação e na relação C/S dos produtos expansivos resultantes da reação álcali-sílica. / The alkali-aggregate reaction in concretes is a phenomenon caused by a chemical reaction that occurs between alkaline hydroxides from Portland cement and some reactive minerals from aggregates. Such reaction can cause severe concrete deterioration, as its by-products can become expansive in the presence of water, originating fissuration, strength reduction, permeability increase, and eventually, the failure of concrete structures. The use of mineral admixtures in concretes susceptible to the alkali-aggregate reaction has been pointed out as an efficient alternative to prevent concrete expansion, along with the use of non-reactive aggregates and the limitation of the alkali amount in cement or concrete composition. In this context, the main purpose of the present work was the investigation of concrete deterioration due to the alkali-silica reaction, focusing the aspects related to the type or mineralogy of the aggregate and the utilization of rice husk ash as partial substitution of Portland cement. The research program comprised initially accelerated expansion tests carried out in mortar bars (ASTM C 1260/94), which were molded using CP-I S 32 Portland cement, 12.5, 25, and 50% contents of two types of rice husk ash, as partial replacement to the cement, and four different types of rock aggregates (basalt B, Basalt BGO, granite, and rhyodacite). Also, the microstructure of the concrete mixtures investigated, after being submitted to expansion in the accelerated tests, were evaluated through experimental and analytical techniques such as petrography, mercury intrusion porosimetry, x-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), and energy dispersive detection (EDS). The results obtained have proved the reactivity potential of the investigated rock aggregates and identified a correlation between type of aggregate and rice husk ash content. The microstructure analysis indicated that the occurrence of a chemical reaction involving the rice husk ash in the alkaline environment established in the tests, had a significant effect on the amount of expansive by-products as C/S relation resulting from alkali-silica reactions.

Alguns materiais, constituídos quase que exclusivamente por sílica, são empregados, de forma suplementar ao cimento Portland, por promoverem melhorias ao concreto, devido aos seus efeitos físicos e pozolânicos, além de atenderem a questões ambientais. No entanto, essa sílica pode gerar produtos indesejados na presença de álcalis, sendo este fenômeno conhecido como reação álcali sílica (RAS). Na presença de água, esses produtos são capazes de expandir no interior da massa de concreto, provocando fissuras internas e externas e, em casos mais graves, a degradação do elemento estrutural. Com a finalidade de evitar essa manifestação patológica, o presente trabalho propõe-se avaliar o potencial reativo frente à RAS da sílica ativa e dois tipos de cinzas da casca do arroz (CCA), uma comercial e outra residual. Nessa investigação foram adotados os teores de 5 a 50 %, utilizados como substituição parcial ao cimento Portland padrão. Os métodos de ensaio adotados nesta pesquisa foram o método acelerado em barras de argamassa segundo a NBR 15577 - 4/5, e dois novos métodos acelerados (cubos de pasta e prismas). O métodos acelerado em cubos de pasta avaliou a resistência à compressão, enquanto o método em prismas de pasta avaliou a variação dimensional. Os resultados obtidos em barras de argamassa apontaram que ambas as CCA investigadas, foram reativos frente à RAS. No entanto, o teor de 50 %, em ambas as CCA, se mostrou inócuo para essa reação. A sílica ativa foi considerada inócua em todos os teores avaliados. O aditivo superplastificante empregado não foi eficiente em reduzir a expansão provocada pela CCA. Os ensaios que avaliaram a expansão em prismas de pasta apresentaram uma ótima correlação positiva com o método normalizado em barras de argamassa. Nos prismas de pasta com 25 % de CCA industrial foram identificados os compostos franzinite, chessexite e thaumasite. Estes compostos apresentaram morfologia de acículas ora tortuosas ora delgadas e retilíneas compondo todas as amostras coletadas dessa pasta. A análise termogravimétrica apontou o alto poder adsorvente de água dessa pasta. Em conclusão, o ensaio em prismas de pastas a 48°C com 1,25 % de Na2Oeq demonstrou ser um método prático laboratorialmente e apresentou um grande potencial para avaliar os materiais suplementares ao cimento Portland frente a RAS, além de facilitar identificação dos produtos que provocaram expansão. / Some materials, consisting almost exclusively for silica, are employed, supplementary form to Portland cement, for promoting improvements to concrete, due to their physical and pozzolanic effects and environmental issues. However, this silica may generate unwanted products in presence of alkalis. This phenomenon is known as alkali-silica reaction (ASR). In the presence of water, these products are able to expand inside concrete, generating internal and external cracks and, in severe cases, structural element degradation. In order to prevent this pathologic manifestation, the aim of the present study was to evaluate reactive potential in ASR of fume silica and two types of rice husk ash (RHA), a manufacturing and residual. Levels of 5 to 50 % were used as partial replacement to standard Portland cement. In the present study, accelerated method in mortar bars according to NBR 15577 - 4/5 and two new accelerated methods (pastes cubes and prisms) were used. Accelerated method in paste cubes evaluated compressive strength, while method in paste prims evaluated dimensional change. Results in mortar bars demonstrated, both RHA, were reactive to ASR. However, level of 50 %, both RHA, was innocuous to ASR. Fume silica was innocuous to ASR at all levels evaluated. Superplasticizer additive was not effective to reduce to expansion caused by RHA. In the cubes assay was possible to evaluate the reactive potential to ASR by analysis of variation coefficient. Results demonstrated a positive correlation between expansion in paste prism and standard method in mortar bars. In the paste prism with 25 % of RHA manufacturing were identified compounds of franzinite, chessexite and thaumasite. These compounds presented morphology of needles sometimes tortuous and sometimes thin and straight in all samples. Thermogravimetric analysis showed the high adsorbent power of water in this paste. In conclusion, paste prims assay at 48ºC with Na2Oeq 1.25 % demonstrated to be a practical laboratory method and presented a great potential to evaluate additional material to Portland cement in front of ARS, and this assay facilitates the identifications of products that cause expansion.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-05T14:15:18Z No. of bitstreams: 1 JOZILENE DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 3086749 bytes, checksum: d738b230b5a0dcf70a631cd0699b9989 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T14:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOZILENE DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 3086749 bytes, checksum: d738b230b5a0dcf70a631cd0699b9989 (MD5) Previous issue date: 2008-12-19 / O Brasil está, atualmente, entre os maiores produtores de grãos do mundo, em especial o arroz. Com o beneficiamento deste produto são geradas grandes quantidades de resíduos (casca) que ocasionam problemas ambientais, pela deposição inadequada no meio ambiente e por seu longo tempo de degradação. A incorporação destes resíduos industriais a componentes para construção civil, como concretos e argamassas, é uma das possíveis soluções para o aproveitamento de subprodutos poluentes estando em acordo com os princípios da sustentabilidade. Este trabalho tem como objetivo estudar a durabilidade de argamassas convencionais e alternativas incorporadas com resíduos de cinza da casca de arroz substituindo parte do aglomerante e casca de arroz substituindo o agregado miúdo, através do envelhecimento acelerado, por ciclos de molhagem e secagem. Inicialmente foi realizada com as matérias-primas convencionais e alternativas uma caracterização física, química e mineralógica através dos seguintes ensaios: análise granulométrica por peneiramento e difratometria a laser, área especifica, massa unitária, análise química, difração de raios X, análise térmica diferencial e gravimétrica. Para avaliar a durabilidade pelo método do envelhecimento acelerado, por ciclos de molhagem e secagem, foram confeccionados corpos-deprova de argamassas convencionais e argamassas alternativas nos traços 1:4; 1:6 e 1:8 incorporando 3%, 6%, 9%, 15%, 20% e 30% de resíduo de cinza de casca de arroz em substituição ao aglomerante e 10%, 20% e 30% de casca de arroz em substituição ao agregado miúdo por períodos de cura de 28, 63, 91, 180 e 360 dias. As propriedades físico-mecânicas determinadas foram: absorção de água, densidade aparente e resistência. Os resultados dos ensaios de caracterização das matérias-primas convencionais (cimento e agregado miúdo) e alternativos (cinza e casca de arroz) encontram-se dentro dos padrões estabelecidos pelas normas da ABNT, indicando superfície específica e índice de finura da cinza de casca de arroz bem superior a do cimento empregado. Os resultados evidenciaram que a cinza de casca de arroz é predominantemente amorfa e tem alta pozolanicidade de acordo com as especificações da ABNT, possibilitando seu uso em concretos e argamassas pelas suas características de grande finura. Em relação ao comportamento mecânico, foram encontrados valores superiores dos corpos-de-prova alternativos incorporados com cinza de casca de arroz em relação aos convencionais mesmo quando expostos ao envelhecimento acelerado, enquanto os corpos-de-prova das argamassas incorporados com casca de arroz apresentaram valores dentro das especificações da ABNT e inferiores aos convencionais, comprovando a viabilidade técnica da utilização destes resíduos,uma vez que não se evidenciou influência na durabilidade, além de ser uma medida ecologicamente correta. / Brazil is one of the greatest producers of grain in the world, especially in rice. With the industrialization of this product great amount of waste (husk) is generate and cause environmental problems, by the inadequate discharge in the environment and by the long time to deteriorate. The incorporation of this industrial residue as components to civil construction, as concrete and mortars, is one of the possible solutions to use this pollutants sub products and this is in agreement with the sustainable principle. The aim of this work is to study the durability of the conventional and alternative mortars incorporated with husk rice ash residue by substituting part of the agglomerate and rice husk substituting small aggregate. The durability was study by the accelerate weathering (by wetting and drying cycles). Firstly it was done a physical, chemical and mineralogical characterization of the conventional and alternatives raw materials by the following techniques: particle size by sieving and laser diffraction, surface area, specific mass, chemical analysis, X-rays diffraction, differential thermal analysis and gravimetry. The pozzolanic activity was measured according to the BNT NBR 12653(1997) norm. To evaluate the durability by the accelerate weathering (wetting and drying cycles) it was made body sample with conventional and alternative mortars with traces of 1:4; 1:6 e 1:8 incorporated with 3%, 6%, 9%,15%, 20% and 30% of ash rice husk residue in substitution of agglomerate and 10%, 20% and 30% of rice husk in substitution to small aggregate, for cure period of 28, 63, 91, 180 and 360 days. The physical and mechanical properties were: water absorption, apparent density,mechanical resistance and mass loss. The results of the conventional (cement and small aggregate) and alternative (ash and husk rice) raw materials characterization are in the standard values established by ABNT norms, indicating surface area and amount of fine particles of the husk rice ash are superior to the cement used. The results put in evidence that the husk rice ash is predominantly amorphous and has high pozzolanicity according to the specifications of the ABNT. This makes possible the use of this ash in concrete and mortars due to the great amount of fine particles. In relation to the mechanical properties, the results shown values superior to the body samples incorporated with husk rice in relation to the conventional even when exposed to the accelerate weathering. To the body samples incorporated with husk rice presented values according to the ABNT specifications and inferior to the conventional ones. It was concluded that the use of these residues are technical viable once did not present influence in the durability and also is an ecological correct action.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / To present research has for objective investigate the technical feasibility of the job of rice husk ask ungrounded, in concretes for structural ends. This study tries the mechanical properties of axial compression strength, tensile strength by diametrical compression, elasticity modulus and total shrinkage of concretes molded with addition of RHA natural, with contents of 15% and 25% in substitution in mass of cement CP II-F, in the forms ground in mill of balls and natural (without grinding), and compared with the concrete of reference, with 0.45, 0.55, and 0.65 water/cementations materials relationships. Were tested for resistance to axial compression on the ages of 7, 28 and 91 days, resistance to diametric compression by 28 and 91 days, modulus of elasticity at 28 and 91 days and total shrinkage at 28, 91 and 300 daysThe results indicated that technical feasibility exists for the use of rice husk ash ungrounded, for the content of 15% of substitution, in structural concrete. The values from tests of concrete with 15% of RHA without grinding developed axial compression strength over the reference, lower shrinkages, tensile strength by diametrical compression and elasticity modulus lower however with not significant falls. / A presente pesquisa teve por objetivo investigar a viabilidade técnica, quanto à propriedade mecânica e de retração, do emprego de cinza de casca de arroz residual, ou seja, em seu estado natural, em concretos para fins estruturais. Este estudo trata das propriedades mecânicas de resistência por compressão axial e diametral, módulo de elasticidade e das retrações de concretos moldados com adição de CCA natural, com teores de 15% e 25% em substituição em massa de cimento CP II-F, nas formas moída em moinho de bolas e natural (sem beneficiamento), e comparadas com o concreto de referência, com três relações água/aglomerante 0,45, 0,55, e 0,65. Foram realizados ensaios de resistência por compressão axial nas idades de 7, 28 e 91 dias, resistência por compressão diametral aos 28 e 91 dias, módulo de elasticidade aos 28 e 91 dias e retração total aos 28, 91 e 300 dias.Os resultados indicaram que existe viabilidade técnica para o emprego de cinza de casca de arroz natural, sem moagem, para o teor de 15% de substituição, para emprego em concreto estrutural. Os valores obtidos nos ensaios dos concretos com 15% de CCA natural desenvolveram resistências axiais superiores ao referência, retrações inferiores, módulo de elasticidade e resistência por compressão diametral inferiores porém com quedas não significativas .