Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-06T13:37:21Z No. of bitstreams: 1 Joice Brochier Schneider.pdf: 4213539 bytes, checksum: 49fa8f402cb598050e77b581c7d7d449 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T13:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joice Brochier Schneider.pdf: 4213539 bytes, checksum: 49fa8f402cb598050e77b581c7d7d449 (MD5) Previous issue date: 2012-08-21 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Projeconsult Engenharia Ltda. / A ideia de se transformar resíduos em matéria prima tem produzido esforços no sentido de estudá-los e qualificá-los, já que o aproveitamento integral de resíduos é uma necessidade cada vez maior na indústria moderna, principalmente pela crescente escassez de recursos naturais não renováveis e a necessidade de preservação e recuperação do meio ambiente. O resíduo cinza de casca de arroz (CCA), resultante da queima da casca de arroz para geração de energia, vem sendo utilizado em diversos ramos industriais. Destaca-se sua aplicação na construção civil e também como material adsorvente. A CCA utilizada neste trabalho está misturada com carvão ativado (CA). Esta mistura é proveniente de filtros de adsorção de sistemas de remediação de áreas degradadas com hidrocarbonetos de petróleo. Com isto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a solidificação/estabilização de hidrocarbonetos de petróleo, em especial, benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX), contidos no adsorvente composto por CCA e CA, em matriz de cimento Portland. Para tal, foram confeccionadas argamassas com substituição do agregado natural, em volume, pelos seguintes materiais: resíduo, nos teores de 10% e 30%, adsorvente CCA/CA in natura no teor de 30% e adsorvente CA in natura, também no teor de 30%. Essas argamassas foram caracterizadas ambientalmente, através dos ensaios descritos nas Normas Brasileiras. Analisou-se também a influência dessa substituição, através da determinação de propriedades no estado fresco (evolução da temperatura semi-adiabática de hidratação, penetração de cone e tempo de pega), de propriedades mecânicas (resistência à tração na flexão e à compressão) e caracterização dos produtos de hidratação através das técnicas de difração de Raio-X e espectroscopia de infravermelho. A argamassa RESÍDUO 10% atingiu a maior temperatura e menor tempo entre o início e fim da evolução da temperatura devido à hidratação. Já a argamassa RESÍDUO 30%, ao contrário, apresentou o maior tempo, fato justificado pela ação do óleo, presente no resíduo incorporado, que impediu, em parte, a passagem da água, retardando o processo de hidratação. Todas as argamassas, em relação a REFERÊNCIA, apresentaram menor consistência, na penetração de cone, e menor tempo de início e fim de pega. Resultados estes que corroboram, para as argamassas RESÍDUO 10%, CCA/CA 30% e CA 30% com a evolução da temperatura semi-adiabática da temperatura. A incorporação do resíduo não interferiu na formação dos compostos de hidratação do cimento, porém, a hidratação, conforme os resultados obtidos na evolução da temperatura semi-adiabática, ocorreu mais lentamente com a substituição de 30% da areia natural pelo resíduo. Os resultados da espectroscopia de infravermelho sugerem a presença BTEX nas argamassas RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10%. Carbonatos e silicatos também foram identificados em todas as argamassas. Quanto aos resultados de resistência mecânica, observou-se, na resistência à tração na flexão, que a diferença entre o maior e menor desempenho, entre as argamassas REFERÊNCIA, RESÍDUO 10% e RESÍDUO 30%, foi de 8,9% e 5,6% para 7 e 21 dias, respectivamente. Já na resistência à compressão, aos 7 dias, os resultados obtidos das argamassas RESÍDUO 10% e RESÍDUO 30% foram superiores ao de REFERÊNCIA. Aos 21 dias, a REFERÊNCIA apresentou o melhor desempenho, 31,7% e 52,5% superior à argamassa RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10%, respectivamente. Com os resultados de resistência mecânica obtidos, não foi possível avaliar a melhoria de desempenho com relação à idade. Porém, observou-se que a contaminação presente contribuiu para a resistência das argamassas, quando comparadas a CCA/CA 30%. Logo, sugere-se que a presença do contaminante possivelmente contribuiu quanto à aderência entre as partículas da mistura. Na caracterização ambiental, as argamassas confeccionadas foram classificadas como Classe II A, resíduo não perigoso, não inerte. A análise do extrato lixiviado e solubilizado das argamassas RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10% não identificou a presença de hidrocarbonetos de petróleo. Estes resultados, associados à espectroscopia de infravermelho, às propriedades mecânicas bem como ao odor característico dos corpos de prova, confirmam a s/s do contaminante na matriz de cimento Portland. Este resultado positivo representa um avanço na busca da viabilidade de se empregar o resíduo CCA/CA contaminado com hidrocarbonetos de petróleo, direta ou indiretamente, para algum fim comercial. / The idea of turning waste into raw material has made efforts to study them and qualify them as the full utilization of waste is an increasing need in modern industry, mainly by increasing scarcity of non-renewable natural resources and need for preservation and restoration of the environment. The residue of rice husk ash (RHA), resulting from the burning of rice husk for power generation, has been used in various industries. We highlight its application in construction and as adsorbent material. The CCA used in this work is mixed with activated carbon (AC). This mixture is from adsorption filter remediation systems of degraded with petroleum hydrocarbons. With this, the objective of this study was to evaluate the solidification / stabilization of petroleum hydrocarbons, in particular benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX), composed of adsorbent contained in CCA and CA, in Portland cement matrix. To this end, mortars were prepared with substitution of natural aggregate, by volume, of the following materials: residue, content of 10% and 30%, adsorbent CCA / CA in natura content of 30% and CA adsorbent in nature, also the content 30%. These environmentally mortars were characterized by the tests described in the Brazilian Standards. It was also analyzed the influence of substitution by determining the properties in the fresh state (temperature evolution semi-adiabatic hydration, penetration cone and setting time), mechanical properties (tensile strength in bending and compression), and characterization of the hydration products through the techniques of X-ray diffraction and infrared spectroscopy. The mortar RESIDUE 10% reached the highest temperature and shortest time between the beginning and end of the temperature due to hydration. Already 30% RESIDUE mortar, instead, showed the greatest time, which may be explained by the action of the oil present in the residue incorporated, which prevented partly the passage of water, slowing the hydration process. All mortars, for the reference, showed less consistency, cone penetration, and shorter start and end of the handle. These results corroborate that, for mortars RESIDUE 10% CCA/CA 30% CA and 30% with the temperature evolution of the semi-adiabatic temperature. The incorporation of the residue did not affect the formation of the compounds of the cement hydration, however, hydration, as the results in the evolution of semi-adiabatic temperature, was slower by replacing 30% of the natural sand residue. The results of infrared spectroscopy suggests the presence BTEX in mortars RESIDUE RESIDUE 30% and 10%. Silicates and carbonates have also been identified in all mortars. Regarding the results of mechanical strength was observed in tensile strength in bending, the difference between the highest and lowest performance among REFERENCE mortars, 10% Residue and Residue 30%, was 8.9% and 5 6% for 7 and 21 days, respectively. In the compressive strength after 7 days, the results of mortar RESIDUE RESIDUE 10% and 30% were higher than the reference. At 21 days, the REFERENCE showed the best performance, 31.7% and 52.5% higher than the mortar WASTE WASTE 30% and 10%, respectively. With the results obtained from mechanical strength, it was not possible to evaluate the performance improvement with respect to age. However, it was observed that this contributed to the contamination resistance of mortars, compared to CCA / CA 30%. Therefore, it is suggested that the presence of the contaminant as possibly contributing to adhesion between the particles of the mixture. In characterizing environmental mortars made were classified as Class II, non-hazardous waste, not inert. The analysis of the extract solubilized and leached mortar WASTE WASTE 30% and 10% failed 17 to identify the presence of petroleum hydrocarbons. These results, combined with the infrared spectroscopy, the mechanical properties and the odor of the specimens, confirm / s of the contaminant in the matrix of Portland cement. This result represents a breakthrough in the search for feasibility of employing the waste CCA/CA contaminated with petroleum hydrocarbons, directly or indirectly, for any commercial purpose.

Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-07-06T15:37:46Z No. of bitstreams: 1 rodrigolopes.pdf: 21125321 bytes, checksum: 0fdb278a4cd66809937deac4037493f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T15:37:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigolopes.pdf: 21125321 bytes, checksum: 0fdb278a4cd66809937deac4037493f0 (MD5) Previous issue date: 2014-05-06 / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A indústria da produção de cimento Portland é umas das que mais gera CO2 no mundo. É iminente a procura por alternativas com adição de subprodutos ou coprodutos na fabricação do cimento a fim de minimizar o impacto ambiental negativo da produção do cimento. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar algumas propriedades relacionadas à aderência e a influência da substituição de cimento por cinza de casca de arroz (CCA) em sistemas de revestimento de argamassa, em função da porosidade dos substratos empregados. O emprego de materiais cujas características nos substratos são diversas, seja por sua porosidade ou rugosidade, carece de pesquisas quanto ao preparo desses substratos. Neste trabalho foram produzidos substratos em cerâmica com sinterizações de 750, 900 e 1000 °C, em que o processo proporcionou rugosidades e porosidades distintas. Sobre os blocos foram aplicadas argamassas de chapisco no traço 1:3, com teores de 5% e 10% (em volume) de cinza de casca de arroz proveniente do processo de queima por leito fluidizado. Da mesma forma, foram aplicadas argamassas de revestimento com traço 1:1:6 sobre os blocos chapiscados. As argamassas foram caracterizadas nos estados fresco e endurecido. Os métodos de aplicação das argamassas (chapisco e revestimento) foram realizados buscando a minimização da influência da mão de obra. Para análise das propriedades de aderência dos chapiscos foram empregados métodos diretos e indiretos para estimar a porosidade dos substratos. Paralelamente, investigou-se a relação entre a rugosidade das faces dos substratos e a aderência das argamassas de preparo. Observou-se nesta pesquisa, dada à complexidade do fenômeno de aderência, que as propriedades de porosidade dos substratos sobrepõem-se à rugosidade das faces. O uso da cinza de casca de arroz tende a apresentar benefícios somente quando empregada sobre bases pouco porosas. / The Portland cement manufacturing industry is one of greatest CO2 generators in the world. It is latent the demand for alternatives with added co-products or by-products in cement in order to minimize the negative environmental impact of cement production. In this context, this work aims to evaluate the performance and the influence of the replacement of cement by rice husk ash (RHA) in mortar coating systems, linked with the porosity of the substrates employed. The materials used on substrates have several characteristics, either their porosity or rugosity, lack of research on the preparation of these substrates. In this work were produced masonry bricks with different sintering degrees. The work deals with the performance of mortar coating systems on ceramic substrates and concrete. Therefore, it will produce ceramic plates with different sintering degrees (750, 900 and 1000 °C). This process provides distinct roughness and porosity. Over the bricks were applied roughcast mortar (1:3 blend), with levels of 5% and 10% (by volume) of rice husk ash from the burning fluidized bed process. Similarly, mortar coating (1:1:6 blend) were applied on roughcasting bricks. The mortars were characterized in fresh and hardened states. The mortars (roughcast and mortar coating) application methods were conducted to minimize the labor influence. For analysis of roughcast mortars adhesion properties were tested direct and indirect methods to estimate the bricks porosity. In parallel, it were investigated the relationship between the brick roughness surfaces and the roughcast adhesion. It was observed in this study, as the complexity of the adhesion phenomenon, that the properties of brick porosity overlap the brick roughness. The rice husk ash tends to improve adhesion only when used on slightly porous brick.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-14T22:58:06Z No. of bitstreams: 1 02c.pdf: 4143631 bytes, checksum: f74eb64ed042d68302da8c134a634656 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T22:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02c.pdf: 4143631 bytes, checksum: f74eb64ed042d68302da8c134a634656 (MD5) Previous issue date: 2009 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o objetivo de reduzir a geração de resíduos nos processos industriais e agrícolas, bem como melhor reaproveitá-los, seja no próprio processo produtivo ou como matéria-prima na elaboração de outros materiais, tem-se cada vez mais investido em pesquisas para a transformação destes, até então considerados apenas resíduos industriais, em produtos de interesse comercial. Neste sentido, as cascas residuais oriundas do processo de beneficiamento de arroz vêm sendo utilizadas como combustível, visando ao aproveitamento energético. Mediante a queima da casca de arroz é gerada a cinza de casca de arroz composta basicamente de sílica, potencializando o uso deste resíduo em diferentes segmentos industriais. Muitos trabalhos aplicam a cinza de casca de arroz na construção civil, visto que grande parte dessas cinzas apresenta características pozolânicas decorrente da alta concentração de sílica amorfa presente no material. Pesquisas têm demonstrado que estas cinzas também apresentam potencialidade de aplicação como material adsorvente. No entanto, a cinza de casca de arroz apresenta-se, muitas vezes, como um material heterogêneo tanto na sua composição granulométrica quanto na sua composição química. Estas características podem interferir nas aplicações limitando seu aproveitamento. A segregação dos resíduos é uma técnica amplamente aplicada no gerenciamento de resíduos sólidos industriais e pode oportunizar a reciclagem dos materiais segregados. Neste contexto, este trabalho tem como proposta principal contribuir para a valorização do resíduo cinza de casca de arroz como co-produto através da etapa de segregação. Foi estudada a influência da segregação da cinza da casca de arroz nas características fisicoquímicas, bem como no seu desempenho como material pozolânico e adsorvente. As amostras e as frações segregadas foram caracterizadas através de parâmetros físicos (perda ao fogo, massa específica, área superficial, distribuição granulométrica) parâmetros químicos (análise química, difração de raio-X) e parâmetros microestruturais (microscopia eletrônica de varredura com espectro de dispersão de energia-EDS). A atividade pozolânica foi determinada após moagem das amostras e das frações através de ensaios de Pozolanicidade com o cimento e Condutividade Elétrica. Os ensaios de adsorção foram realizados com soluções de Cr(VI). O cromo residual foi quantificado pelo método colorimétrico da 1,5- difenilcarbazida. Resultados obtidos demonstraram que a segregação configura-se numa etapa importante, pois remove impurezas e contaminantes presentes na amostra, bem como origina frações diferentes, evidenciadas nos ensaios de caracterização. Nos ensaios de atividade pozolânica, observou-se que a influência da segregação relaciona-se com o tipo de processo de combustão aplicado para a obtenção da cinza. Nos ensaios de adsorção, observou-se que a segregação influenciou na remoção de cromo hexavalente. O estudo demonstrou, nas condições testadas, a viabilidade do uso de cinza de casca de arroz na adsorção do metal quando ajustados os parâmetros do processo que favoreçam a remoção dos íons de cromo. / The main objective for the industry is to reduce the generation of wastes, or to find better uses to them, such as in the own productive process or as raw material in the elaboration of other materials. Also, a great amount of funds has been invested in researches for the transformation of such wastes, in by-products of commercial interest. In this way, the rice husk from the rice processing have been used as combustible, for producing energy. Rice husk ashes are generated from the rice husk burning, which presents a potential to be used as raw material in the production of several products in different industry sectors. Most of the works apply the rice husk ash in civil construction, because a great part of those ashes present pozzolanic characteristics as a result of their amorphous chemical structure and the high silica content. In fact, between other factors, the pozzolanicity of rice husk ash depends on the thermal process applied to the rice husk during burning. Researches have been demonstrating that the ashes also may be potentiality applied as adsorbent. However, the rice husk ash comes, many times, as a heterogeneous material so much in your particle size distribution as in your chemical composition. These characteristics can interfere in the applications limiting your use. The segregation of the wastes is thoroughly a technique applied in the administration of industrial solid waste and it can guarantee the recycle of the segregated materials. This work has as main objective to contribute for the valorization of the waste rice husk ash as coproduct through the segregation stage. It was studied the influence of the segregation of the rice husk ash, in physical-chemical characteristics, as well as your acting as pozzolanic and adsorbent. The samples and segregated fractions were characterized via physical (fire loss, specific gravity, specific surface area, particle size distribution), chemical (chemical analysis, X Ray diffraction) and microstructural parameters (scanning electronic microscopy with energy dispersion spectroscopy – EDS). The pozzolanic activity was determined after grinding the samples and the fractions via Cement pozzolanic and Electric Conductivity Methods. The adsorption rehearsals were accomplished with Cr(VI) solutions, that was quantified by the colorimeter method using 1,5-difenilcarbazida. Results demonstrated that the segregation became an important step, because removes impurities and contaminants from the samples and also originates fractions with different characteristics. It was observed, in pozzolanic activity, that the influence of the segregation links with the type of applied combustion process for the obtaining of the ash. It was observed, in adsorption rehearsals, that the segregation influenced in the removal of chromium (VI). Adsorption results showed, considering the experimental conditions in this work, the viability of the use of rice husk ash in the adsorption of chromium (VI) when adjusted the process’s parameters that guarantee the removal of chromium.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-10-28T11:36:30Z No. of bitstreams: 1 Daniel Gustavo Brusius Wilbert_.pdf: 4731645 bytes, checksum: 08c801a9545a481516dfe01632256d9c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T11:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Gustavo Brusius Wilbert_.pdf: 4731645 bytes, checksum: 08c801a9545a481516dfe01632256d9c (MD5) Previous issue date: 2015-07-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / O setor da construção civil é responsável por um grande impacto ambiental, destacando-se dois principais fatores, a quantidade de matéria-prima consumida e de resíduos gerados. Estes resíduos, em grande parte apresentam um grande potencial de reciclagem. Dentre estes resíduos, os de concreto apresentam um excelente potencial de utilização. Inúmeras pesquisas já comprovaram a viabilidade de utilização do Agregado Reciclado de Concreto (ARC). Porém, a menor qualidade do ARC em comparação aos agregados naturais, resultada em queda no desempenho destes concretos, principalmente nas propriedades de durabilidade. Como consequência ocorre um enfraquecimento da zona de transição entre a argamassa velha e a nova. Em função desta queda de desempenho ao se utilizar ARC, a presente pesquisa teve por objetivo a análise desta zona de transição, através do estudo da interface entre duas argamassas de concreto por meio da técnica de nanoindentação. Para esta análise foram moldados agregados reciclados de concretos modificados, todos no traço referência (sem adição), e posteriormente aplicada uma nova camada de argamassas com diferentes traços. Os traços variaram entre dois tipos de adição (Finos Basálticos – FB e Cinza da Casca de Arroz – CCA), em diferentes teores de adição ao cimento, 0, 5, 10 e 15% para os finos e 0, 5 7,5 e 10% para a CCA. Após cura de 63 dias, as amostras foram preparadas para a realização dos ensaios. Para a análise das medidas de nanoindentação na interface, foram propostos três métodos de análise. As propriedades macroestruturais foram avaliadas aos 28 dias, como módulo de elasticidade dinâmico, resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e absorção de água por capilaridade. Os resultados demonstraram a melhora das propriedades macroestruturais das argamassas com 15% de FB e CCA em relação à referência. Foram identificadas alterações na região de interface entre as argamassas no traço com 15% de finos de basalto e em todos os traços com CCA, que apresentaram os melhores resultados. A comparação entre a região mais próxima à zona de transição resultou, para todos os traços, em valores semelhantes aos obtidos em regiões de pastas mais distantes à zona de transição, demonstrando que o uso de uma argamassa antiga na condição seca (simulando um agregado reciclado seco) melhorou as condições da zona de transição com a argamassa nova. / Construction is responsible for a large environmental impact, highlighting two main factors: consume of raw materials and generation of waste materials. By other hand, construction and demolition waste has a good potential of recycling. Many studies have demonstrated the viability of using recycled concrete coarse aggregate (RCA) in new concrete. However, due to the RCA’s properties, most results point to a lower durability of the concrete. It is also consensus that the main reasons for the lower quality of the new concrete are the mortar layer adhered to the natural aggregate and the weakening in the new Interfacial Transition Zone (ITZ) between the old and the new mortar. This study analyze the new interfacial transition zone in these concretes through nanoindentation. There were produced recycled concrete aggregates without addition of filler, and over these aggregates there were produced a new mortar layer with different mix compositions. There were used basaltic filler and rice husk ash-RHA in different levels of addition: 0, 5, 10 and 15% for the filler, and 0, 5, 7,5 and 10% for the ash. Their interfaces were evaluated using different methodologies. Modulus of elasticity, compressive strength, tensile strength and capillarity were determined. The use of fines improved the mortar properties in relation to the reference, especially those with 15% filler and the samples with RHA. The region near to the ITZ shows similar elastic moduli values to those obtained in the paste, in all mortars, proving that using dry recycled aggregates the new mortar loose water to the aggregates and increase their mechanical properties.

O refinamento dos poros, associado à reação pozolânica e ao efeito filer, reduz a permeabilidade do concreto com cinza de casca de arroz (CCA), o que pode antecipar a sua degradação em altas temperaturas. A literatura mostra que o concreto reidratado em água pode recuperar substancialmente a sua resistência inicial, porém, os estudos sobre a reidratação ao ar e sobre a influência do modo de resfriamento na reidratação são escassos. A pesquisa desenvolvida teve como principal objetivo avançar na análise experimental de concretos convencional e com CCA em altas temperaturas e na reidratação. Na etapa exploratória se avaliou a influência da temperatura de exposição, da adição mineral, do ambiente de acondicionamento, da taxa de aquecimento e do tempo de exposição na resistência à compressão e módulo de elasticidade. Na etapa principal se avaliou a influência do modo de resfriamento, da adição e da idade de reidratação na resistência residual. Complementarmente se utilizou o ensaio de velocidade de pulso ultrassônico (VPU) para avaliar o grau de microfissuração e correlacionar a VPU com as propriedades mecânicas residuais. Na etapa exploratória concluiu-se que a adição, a temperatura, a taxa de aquecimento e o tempo de exposição influenciaram significativamente os resultados. O concreto com CCA cristalina apresentou pior desempenho em altas temperaturas. O concreto com CCA amorfa apresentou desempenho ligeiramente inferior ao concreto convencional em 200°C, devido ao efeito da poro-pressão. No entanto, ambas as CCA podem ser alternativas viáveis considerando sustentabilidade. Na etapa principal, o resfriamento brusco com água provocou maior redução na resistência devido aos gradientes térmicos, porém, permitiu maior recuperação logo nos primeiros sete dias de reidratação. Apesar da recuperação parcial, a resistência ao fim de 154 dias foi inferior a 40% do valor inicial. Nas análises térmicas e de DRX foi possível observar nos concretos resfriados com água a recristalização dos aluminatos de cálcio, do C-S-H e da portlandita, em maior grau no concreto convencional. Foi possível observar correlações fortes entre as variáveis de resposta na etapa exploratória, porém, o mesmo não ocorreu na etapa principal, devido à fissuração e presença de água nos poros. / The pore refinement, associated with the pozzolanic reaction and the filler effect, reduces the permeability of blended concrete with rice husk ash (RHA), which can anticipate its degradation at high temperatures. The literature shows that concrete rehydrated with water can recover substantially its initial strength, but studies on rehydration in air and on the influence of the cooling method on rehydration are scarce. The main objective of this research was to evaluate the performance at high temperatures and in rehydration of conventional and blended concretes with RHA. In the exploratory stage, the influence of exposure temperature, mineral admixture, conditioning environment, heating rate and exposure time on residual strength and modulus of elasticity of heated concrete was evaluated. In the main stage, the influence of cooling method, mineral admixture and time of rehydration in an unsaturated environment on residual strength of concrete was evaluated. The ultrasonic pulse velocity test (UPV) was used to evaluate the degree of micro cracking of concrete and to correlate the UPV with residual strength and modulus. In the exploratory stage it was concluded that mineral admixture, temperature, heating rate and time of exposure significantly influenced the results. In general, concrete with partially crystalline RHA presented the worst performance at high temperatures. Concrete with amorphous RHA presented worse performance than conventional concrete only at 200°C, due to the pore-pressure effect. Despite these results, RHA can be a viable option considering sustainability and high temperatures performance. In the main stage, the rapid cooling with water caused a greater reduction in strength, due to thermal gradients, however, caused a greater strength recovery in the first seven days of rehydration. Despite this partial recovery, the final strength of both concretes after 154 days of rehydration was less than 40% of the initial value. In water-cooled concretes thermal and XRD analyzes show recrystallization of the calcium aluminates, C-S-H and portlandite, to a greater degree in conventional concrete. In the exploratory stage it was possible to observe strong correlations between the independent variables; however, the same did not occur in the main stage, due to cracking and to the presence of water in the pores.

Estudo realizado acerca da utilização de dois resíduos sólidos industriais (RSI) gerados em grande quantidade no Brasil, na obtenção de vidros soda-cal destinados à produção de embalagens. Os resíduos avaliados foram a cinza de casca de arroz (CCA) e resíduo do catalisador usado das unidades de Craqueamento Catalítico Fluido das Petroquímicas (ECAT), ambos podem ser classificados como resíduos sólidos de classe II de acordo com a norma NBR 10.004. Esta nova proposta para destinação desses resíduos é uma alternativa às atuais disposições, buscando não apenas minimizar os impactos ambientais gerados, mas também a valorização dos mesmos como matérias-primas. Para a produção das amostras, além da utilização dos RSIs, foram também utilizados óxidos fundente (Na2CO3) e estabilizante (CaO). Os resultados obtidos demonstraram que ambos podem ser usados como recebidos (sem tratamento prévio) substituindo matérias-primas importantes, fontes de Al2O3 e SiO2, necessárias para a formação de vidros. As amostras obtidas apresentaram a cor âmbar devido a presença de níquel (íons Ni2+) proveniente do ECAT e transmitância óptica de 18%. Estas, ainda demonstraram boa homogeneidade, i.e., ausência de bolhas e estriais e, resistências hidrolíticas média de 1,33x10-8 g/cm²·dia (superior à um vidro comercial de composição semelhante) de acordo com a ISO695-1984. O vidro obtido é adequado para aplicações que exigem baixa transmitância como embalagens de vidros em geral, os quais não requerem perfeita visibilidade e transparência. O teor de incorporação na composição final das amostras foi de aproximadamente 78% em massa. / In this study, the use of two industrial solid wastes (ISW), generated in large quantities in Brazil, were presented in production of soda-lime silicate glasses destined for packaging. The evaluated wastes were rice husk ash (RHA) and the spent catalyst at the Petrochemical Fluid Catalytic Cracking units (ECAT), both may be classified as a class II solid waste according to NBR 10.004. This new proposal for the allocation of such wastes is an alternative to current provisions, seeking not only to minimize environmental impacts, but also enrich them as raw materials. For the samples production, besides ISW were used melting oxide (Na2CO3) and stabilizer oxide (CaO).The results demonstrate that both can be used in their raw form (without treatment) replacing important raw materials, sources of Al2O3 and SiO2, essential for glass formation. The samples obtained presented amber color due to the presence of nickel (Ni²+ ion) from ECAT and 18% of optical transmittance. They also showed a good homogeneity, i.e., absence of bubbles and striae and 1,33x10-8 g/cm²·day of hydrolytic resistance according to ISO695-1984. Thus, the obtained glass is suitable for applications requiring low light transmittance such as colored glasses containers in general, which does not require perfect visibility and transparency. The incorporation in the final composition was approximately 78% in mass.

A presente tese apresenta a utilização da fibra da casca do coco verde como reforço de matriz cimentícia para produção de fibrocimentos. Embora orgânico, o resíduo do coco verde apresenta difícil degradação e diminuí da vida útil de aterros sanitários e lixões. Para viabilizar o uso do resíduo do coco verde (fibra), como reforço de compósitos, optou-se por realizar tratamentos físico-químicos nas fibras e, substituir parcialmente o cimento Portland por material pozolânico de alta reatividade (cinza da casca de arroz (CCA)) para diminuir o ataque alcalino da matriz sobre a fibra vegetal. O experimento foi dividido em duas etapas, a primeira avaliou a fibra de coco verde com e sem tratamentos e os compósitos produzidos com elas. A segunda etapa analisou a influência de diferentes níveis de substituição do cimento Portland pela cinza da casca de arroz (CCA). Para preparação dos compósitos foi utilizada a técnica de dispersão das matérias-primas em solução aquosa, seguida de drenagem e prensagem, como uma simulação simplificada do processo Hatschek de fabricação industrial. Os compósitos foram analisados aos 28 dias (período de cura úmida) e após os processos de envelhecimento, 100 ciclos de imersão-secagem e 28 dias em banho térmico (65°C). Ensaios físicos e mecânicos avaliaram o desempenho, a resistência e a ductilidade dos compósitos. A termogravimetria permitiu observar o consumo da portlandita e a queda da alcalinidade da matriz com 50% de substituição do cimento Portland pela CCA, sem afetar a resistência do material. Os resultados obtidos indicam que a fibra do coco verde tem grande potencial para ser utilizada como reforço de fibrocimentos, desde que seja incorporada a uma matriz de alcalinidade reduzida. / This thesis studies the use of green coconut fiber as a reinforcer in the matrix cement for the production of fibre-cement. Besides being an organic material, the green coconut residues are not easily degradable, but can reduce the landfills lifespan. To evaluate the possibility of use of coconut residue fiber, as reinforcer in composites, physical-chemical treatments were carried out on the fibers, and partially replacing Portland cement with pozzolanic materials for high reactivity (rice husk ash (RHA)) was also added to decrease the alkaline attack matrix on the plant fiber. The experiment was divided into two stages: the first assessed the green coconut fiber with and without treatment and the composites produced with them. The second stage examined the influence reinforcer high reactivity to allow the use of coconut fiber as reinforcement in cementitious matrix. In the preparation of the composites, the technique of dispersing the materials in aqueous solution was used, followed by draining and pressing, as a simplified simulation Hatschek process of industrial manufacture. The composites were analyzed after 28 days and after an aging process, with 100 cycles of immersion-drying or heating in water for 28 days at 65°C). Physical and mechanical tests were used to e valuated the performance, traction resistance and ductility of the composites. A thermogravimetry test allowed the observation of the use of portlandita and the alkalinity reduction of the matrix with the addition of RHA, without affecting the resistance of the material. The results obtained indicate that the green coconut fiber has great potential to be used as a fibre-cement reinforcer, as long it is included in a matrix with reduced alkalinity.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2017-07-05T15:39:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EDENARA.pdf: 1285486 bytes, checksum: 5df5b88b3f949241f28fd023f944beab (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-07-11T21:08:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_EDENARA.pdf: 1285486 bytes, checksum: 5df5b88b3f949241f28fd023f944beab (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-11T21:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_EDENARA.pdf: 1285486 bytes, checksum: 5df5b88b3f949241f28fd023f944beab (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O uso de resíduos orgânicos tem sido uma prática corrente na tentativa de aproveitamento destes produtos na agricultura, possibilitando reciclagem de nutrientes e redução nos custos de produção. A torta de tungue é um resíduo agroenergético e possui grande potencial para o uso agrícola. Além deste, os demais componentes dos substratos testados neste trabalho foram a casca de arroz carbonizada, um resíduo gerado regionalmente em grande quantidade e o composto orgânico facilmente produzido com o aproveitamento de diversos resíduos. O morangueiro (Fragaria x ananassa) é considerado uma das espécies de maior expressão econômica entre as pequenas frutas, seu cultivo fora do solotem o objetivo de produzir frutos de forma mais sustentável. Nesse sistema, as plantas são cultivadas sobre bancadas em ambiente protegido e a nutrição das plantas é complementada através da fertirrigação. A cultura da cana-de-açúcar tem grande importância no âmbito da agricultura familiar devido a sua múltipla utilidade, sendo na alimentação animal, na fabricação de rapadura, melado, aguardente, açúcar e álcool. A tecnologia de produção de mudas de cana-de-açúcar garante incorporação de ganhos produtivos através da mecanização do plantio e diminuição do uso de colmos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi analisaro desempenho agronômico de duas cultivares de morangueiro em sistema fora do solo e de dois genótipos de cana-de-açúcar na utilização de substratos alternativos. No primeiro capítulo são descritosdois experimentos com duas cultivaresde morangueiro,realizados em Pelotas-RS na localidade de Monte Bonito. Foram avaliados o crescimento vegetativo, produção, produtividade, perdas de frutos e o teor de sólidos solúveisparaas duas cultivares de morangueiro (Camarosa e San Andreas) submetidas à diferentes densidades de plantio (9, 10, 12,16 e 20 planta m-2 ) em sistema fora do solo em ambiente protegido, com o uso de três substratos compostos por casca de arroz carbonizada (CAC), composto orgânico (CO)e torta de tungue (TT).A cultivar Camarosa apresentou maior desempenho nos substratosalternativos propostos, acrescidos de CO e TT à CAC ea cultivar San Andreas apresentou maior desempenho no substrato com maior proporção de CO, a maior produtividade para as duas cultivares foi na densidade de 20 plantas m-2 . O teor de sólidos solúveis totais das frutas das cultivares não foi influenciado pelos substratos e pelas densidades testadas. No segundo capítulo, é apresentado o experimento desenvolvido em casa de vegetação, na Embrapa Clima Temperado, em Pelotas-RS, onde foi avaliado aaltura, diâmetro, número de folhas e o índice de velocidade de brotação de mudas de cana-de-açúcar de dois genótipos (RB975932 e RB867515) produzidas com substrato comercial e outros dois substratos alternativos compostos por casca de arroz carbonizada (CAC), composto orgânico (CO)e torta de tungue (TT). Os substratos alternativos apresentaram bom desempenho quanto as variáveis analisadas, sendo que o genótipo RB867515 se mostrou mais adaptável aos substratos propostos quando comparado ao genótipo RB975932. / The use of organic wastes has been a current practice in the attempt to use these products in agriculture, enabling nutrient recycling and reduction of production costs. The tung beans is an agroenergy residue and has great potential for agricultural use. Besides this, the other components of the substrates tested in this work were the carbonized rice hull, a residue generated regionally in large quantity and the organic compound easily produced with the use of several residues. The strawberry (Fragaria x ananassa) is considered one of the most economically important species among small fruits, its cultivation outside the soil has the objective of producing fruits in a more sustainable way. In this system, the plants are cultivated on benches in a protected environment and the nutrition of the plants is complemented by fertigation. Sugar cane cultivation is of great importance in the context of family farming due to its multiple utility, being in animal feed, in the manufacture of rapadura, molasses, aguardente, sugar and alcohol. The technology of production of sugarcane seedlings guarantees the incorporation of productive gains through the mechanization of the planting and reduction of the use of stalks. Thus, the objective of this work was to analyze the agronomic performance of two strawberry cultivars in an out-of-soil system and of two sugarcane genotypes in the use of alternative substrates. In the first chapter are described two experiments with two strawberry cultivars, made in Pelotas-RS in Monte Bonito. The vegetative growth, yield, yield, fruit losses and soluble solids content were evaluated for the two strawberry cultivars (Camarosa and San Andreas) submitted to different planting densities (9, 10, 12, 16 and 20 m-2 ) in a protected environment, using three substrates composed of carbonized rice hull (CRH), organic compound (OC) and tungbeans (TB). The cultivar Camarosa presented higher performance in the alternative substrates proposed, plus OC and TB to the CRH and the cultivar San Andreas presented higher performance in the substrate with a higher proportion of CO, the highest productivity for the two cultivars was in the density of 20 plants m-2 . The total soluble solids content of the fruits of the cultivars was not influenced by the substrates and densities tested. In the second chapter, the experiment was carried out in a greenhouse at Embrapa Clima Temperado, in Pelotas, RS, Brazil, where the height, diameter, number of leaves and sprout velocity index of sugarcane were evaluated of two genotypes (RB975932 and RB867515) produced with commercial substrate and two other substrates composed of carbonized rice hull (CRH), organic compound (OC) and tung beans (TB). The alternative substrates presented good performance as the analyzed variables, being that the genotype RB867515 showed to be more adaptable to the proposed substrates when compared to the genotype RB975932.

A presente tese apresenta a utilização da fibra da casca do coco verde como reforço de matriz cimentícia para produção de fibrocimentos. Embora orgânico, o resíduo do coco verde apresenta difícil degradação e diminuí da vida útil de aterros sanitários e lixões. Para viabilizar o uso do resíduo do coco verde (fibra), como reforço de compósitos, optou-se por realizar tratamentos físico-químicos nas fibras e, substituir parcialmente o cimento Portland por material pozolânico de alta reatividade (cinza da casca de arroz (CCA)) para diminuir o ataque alcalino da matriz sobre a fibra vegetal. O experimento foi dividido em duas etapas, a primeira avaliou a fibra de coco verde com e sem tratamentos e os compósitos produzidos com elas. A segunda etapa analisou a influência de diferentes níveis de substituição do cimento Portland pela cinza da casca de arroz (CCA). Para preparação dos compósitos foi utilizada a técnica de dispersão das matérias-primas em solução aquosa, seguida de drenagem e prensagem, como uma simulação simplificada do processo Hatschek de fabricação industrial. Os compósitos foram analisados aos 28 dias (período de cura úmida) e após os processos de envelhecimento, 100 ciclos de imersão-secagem e 28 dias em banho térmico (65°C). Ensaios físicos e mecânicos avaliaram o desempenho, a resistência e a ductilidade dos compósitos. A termogravimetria permitiu observar o consumo da portlandita e a queda da alcalinidade da matriz com 50% de substituição do cimento Portland pela CCA, sem afetar a resistência do material. Os resultados obtidos indicam que a fibra do coco verde tem grande potencial para ser utilizada como reforço de fibrocimentos, desde que seja incorporada a uma matriz de alcalinidade reduzida. / This thesis studies the use of green coconut fiber as a reinforcer in the matrix cement for the production of fibre-cement. Besides being an organic material, the green coconut residues are not easily degradable, but can reduce the landfills lifespan. To evaluate the possibility of use of coconut residue fiber, as reinforcer in composites, physical-chemical treatments were carried out on the fibers, and partially replacing Portland cement with pozzolanic materials for high reactivity (rice husk ash (RHA)) was also added to decrease the alkaline attack matrix on the plant fiber. The experiment was divided into two stages: the first assessed the green coconut fiber with and without treatment and the composites produced with them. The second stage examined the influence reinforcer high reactivity to allow the use of coconut fiber as reinforcement in cementitious matrix. In the preparation of the composites, the technique of dispersing the materials in aqueous solution was used, followed by draining and pressing, as a simplified simulation Hatschek process of industrial manufacture. The composites were analyzed after 28 days and after an aging process, with 100 cycles of immersion-drying or heating in water for 28 days at 65°C). Physical and mechanical tests were used to e valuated the performance, traction resistance and ductility of the composites. A thermogravimetry test allowed the observation of the use of portlandita and the alkalinity reduction of the matrix with the addition of RHA, without affecting the resistance of the material. The results obtained indicate that the green coconut fiber has great potential to be used as a fibre-cement reinforcer, as long it is included in a matrix with reduced alkalinity.

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-10-10T14:17:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertac?a?o mestrado_rafa p?s banca - final.pdf: 6925259 bytes, checksum: 04c8ab3a00fa276e3a89008c46ce0d72 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-10-16T16:50:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertac?a?o mestrado_rafa p?s banca - final.pdf: 6925259 bytes, checksum: 04c8ab3a00fa276e3a89008c46ce0d72 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T16:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertac?a?o mestrado_rafa p?s banca - final.pdf: 6925259 bytes, checksum: 04c8ab3a00fa276e3a89008c46ce0d72 (MD5) Previous issue date: 2018-03-05 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Ionic liquids (ILs) grafting in inorganic solids sorbents is a promising alternative to replace the usual separation process of carbon dioxide from natural gas currently performed using amines. ILs presents unique properties such as, low environmental impact, non-corrosion and process efficiency. The ILs 1,3-bis(3-trimethoxysilylpropyl)imidazolium chloride and 1-methyl-3-(3-trimethoxysilylpropyl)imidazolium chloride were immobilized in MCM-41 and MCMRH silica. The MCMRH was synthesized from rice husk. ILs chemical immobilization was carried out by grafting method, where covalent bonds are formed between silane and hydroxyl groups present in the support. Syntheses were carried out in toluene under nitrogen atmosphere to prevent the hydrolysis and condensation of methoxy groups in the silane structure. CO2 sorption capacity and selectivity for CO2/CH4 were evaluated after synthesis. ILs in concentrations of 10 and 20% were tested. The samples characterization by XPS, NMR, FTIR and TGA confirmed the formation of the proposed IL structures. Sorption and selectivity results showed that the immobilization reduces the CO2sorption capacity, however the selectivity of the materials was higher in relation to the pristine silica. Supports immobilized with ILs 1-methyl-3- (3-trimethoxysilylpropyl) imidazole chloride presented better performance. The observed selectivity increase was 25% when 10% of IL was supported on MCMRH silica. / A imobiliza??o de l?quidos i?nicos ? LIs em suportes inorg?nicos ? uma alternativa ao uso de aminas no processo de separa??o e captura do di?xido de carbono contido no g?s natural, pois possui vantagens ligadas ao aumento de vida ?til de equipamentos, efici?ncia de processo e impacto ambiental. Os LIs cloreto de 1,3-bis(3-trimetoxisililpropil)imidazol e cloreto de 1-metil-3-(3-trimetoxisililpropil)imidazol foram imobilizados na s?lica comercial MCM-41 e na s?lica sintetizada a partir da casca de arroz nomeada neste trabalho como MCMRH. A imobiliza??o qu?mica dos LIs foi realizada atrav?s da forma??o de liga??es covalentes entre grupos silanos na estrutura do l?quido i?nico e grupos hidroxila presentes nos suportes. As s?nteses foram realizadas em tolueno sob condi??es inertes para controle da hidr?lise e condensa??o de grupos metoxi na estrutura dos silanos. Ap?s a sua s?ntese, os suportes imobilizados com LIs tiveram sua capacidade de sor??o de CO2 e seletividade em rela??o a CO2/CH4 avaliadas. LIs em concentra??es de 20 e 10% foram testadas. A caracteriza??o das amostras por XPS, RMN, FTIR e TGA confirmaram a forma??o das estruturas dos LIs propostos e os resultados de sor??o e seletividade mostraram que a imobiliza??o reduz a capacidade de sor??o em rela??o ao CO2, entretanto a seletividade dos materiais foram maiores em rela??o aos suportes antes da imobiliza??o. Os suportes imobilizados com o LIs cloreto de 1-metil-3-(3-trimetoxisililpropil)imidazol tiveram melhor desempenho em rela??o aos demais, o aumento de seletividade observado foi de 25% no melhor caso, onde 10% de LI foi suportado na s?lica MCMRH.