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

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O aumento da produÃÃo de resÃduos gera a necessidade de tratÃ-los e/ou armazenÃ-los de forma adequada, minimizando ou eliminando os prejuÃzos ambientais. Nesta pesquisa, foram estudados os Produtos da CombustÃo do CarvÃo Mineral (PCCs) e borra branca de alumÃnio. Os PCCs foram obtidos durante a queima do carvÃo mineral em uma usina termoelÃtrica e a borra branca foi obtida durante o processo de recuperaÃÃo de alumÃnio. Com o objetivo principal de produzir um cimento a partir da moagem de alta energia, os resÃduos foram caracterizados quimicamente por DifraÃÃo de Raios X (DRX), FluorescÃncia de Raios X (FRX), Espectroscopia de Infravermelho (INFRA) e fisicamente por Tempo de Pega e ResistÃncia à CompressÃo. As anÃlises quÃmicas mostraram a presenÃa de uma das fases que constitui o cimento Portland, e outras duas fases semelhantes. No entanto, ao realizar as caracterizaÃÃes fÃsicas, os resultados mostraram a nÃo formaÃÃo de cimento. Por outro, foi observado que à possÃvel formar mulita a temperaturas mais baixas que a apresentada na literatura, utilizando moagem de alta energia e sinterizaÃÃo a 1200ÂC. A formaÃÃo de mulita a temperaturas mais baixas a partir de resÃduos apresenta grande potencial de utilizaÃÃo dos materiais estudados, na indÃstria cerÃmica. / The increased production of waste generates the need to treat them and / or store them appropriately, minimizing or eliminating environmental damage. In this research, we studied the Coal Combustion Products (CCPs) and white aluminum dross. The CCPs were obtained during the burning of coal in a power plant and the white dross was obtained during the recovery process of aluminum. With the main objective of producing cement using high-energy milling, the residues were chemically characterized by X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (XRF), Infrared Spectroscopy (INFRA) and physically by determination of Setting Time and Compressive Strength. Chemical analysis showed the presence of a phase which is observed in Portland cement, and two other similar phases. However, when performing physical characterizations, the results showed no formation of cement. On the other hand, it was observed that it is possible to form mullite at lower temperatures than the one presented in the literature using high energy milling and sintering at 1200ÂC. The formation of mullite from waste at lower temperatures presents great potential for use of CCPs and white aluminum dross in the ceramic industry.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Great works of infrastructure such as hydroelectric plants require, in it building, large concrete volumes classified as mass concrete structures. These works of power generation are strategic and fundamental for the development of a nation. However, during construction and throughout its life they may have pathological manifestations that compromise its stability. One of the most common problems in this type of structure is cracking caused by heat generated due to the exothermic reaction of cement hydration. Therefore, we had to analyze the thermal behavior of concrete, concrete with similar consistency and resistance like the concrete utilized in construction dam, and analyze how the type of cement utilized and its contents affects these parameters. In addition, we studied the evolution of compressive strength and dynamic modulus of elasticity as the cement hydrates. Finally, we compared the thermal performance of concretes produced with the results obtained from a commercial software. To carry out the experiment, concrete blocks were produced of 1,5m with cements CP II E 32 RS and CP IV 32 with consumption 241,2 kg/m and 330,0 kg/m for thermal analysis, besides cylindrical specimens for the remaining analyzes. The results showed that the thermal behavior of concrete has a small dependence on the type of cement, however the cement content affects too much this behavior, and the cement CP IV 32 showed higher thermal variations. It was also observed that the development of compressive strength is strongly dependent on the cement content, but it has low dependency on the type of cement. Computer modeling presented satisfactory results when it was compared to results of the thermal evolution blocks. / As grandes obras de infraestrutura como as centrais hidroelÃtricas requerem na sua construÃÃo grandes volumes de concreto, sendo classificadas como estruturas de concreto massa. Essas obras de geraÃÃo de energia sÃo estratÃgicas e fundamentais para o desenvolvimento de uma naÃÃo. Entretanto, durante sua construÃÃo e ao longo de sua vida Ãtil estas podem apresentar manifestaÃÃes patolÃgicas que comprometem sua estabilidade. Um dos problemas mais comuns nesse tipo de estrutura à a fissuraÃÃo causada pela energia tÃrmica gerada devido à reaÃÃo exotÃrmica de hidrataÃÃo do cimento. Diante disso, buscou-se analisar como se dà o comportamento tÃrmico de concretos utilizados para a construÃÃo de corpo de barragem, alÃm de analisar como o tipo de cimento utilizado e o seu teor afetam a variaÃÃo de temperatura da massa de concreto e os problemas causados por essa variaÃÃo. Buscou-se ainda analisar a evoluÃÃo da resistÃncia à compressÃo e do mÃdulo de elasticidade dinÃmico à medida que o cimento se hidratava. Por fim, comparou-se o comportamento tÃrmico dos concretos produzidos com os resultados obtidos por meio de um software comercial. Para a realizaÃÃo da parte experimental produziu-se blocos de concretos de 1,5 metros cÃbicos com cimentos CP II-E 32 RS e CP IV 32 com consumo de 241,2 kg/m e 330,0 kg/m para anÃlise tÃrmica, alÃm da moldagem de corpos de prova cilÃndricos para as demais anÃlises. Os resultados apontaram que o comportamento tÃrmico do concreto apresenta uma pequena dependÃncia do tipo de cimento. Entretanto, o teor de cimento afeta fortemente esse comportamento, sendo o cimento CP IV 32 o que apresentou maiores variaÃÃes tÃrmicas. Observou-se tambÃm que a evoluÃÃo da resistÃncia à compressÃo à fortemente dependente da quantidade de cimento, mas apresenta baixa dependÃncia do tipo de cimento. A modelagem computacional apresentou resultados satisfatÃrios quando comparado aos resultados da evoluÃÃo tÃrmica dos blocos produzidos.

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

Este trabalho visa à quantificação da carbonatação em argamassas de cimento branco em comparação à carbonatação de argamassas de cimento cinza convencional. O estudo experimental foi dividido em 2 fases distintas. Na primeira foram produzidos 12 cimentos pela substituição de 0, 5, 10 e 20% de 3 clínqueres de diferentes procedências por um calcário calcítico. Nesta etapa do trabalho o clínquer e o calcário foram moídos conjuntamente, de forma que não havia controle sobre a granulometria do calcário e do clínquer individualmente. Na segunda fase foram produzidos 21 cimentos, os quais foram constituídos pela adição ao clínquer de 0, 5 10 e 20% do mesmo calcário da primeira fase e de um fíler quartzoso moído de forma a possuir a mesma granulometria do calcário. Nesta etapa os materiais foram previamente moídos, de forma que sua granulometria inicial era controlada, constituindo-se, portanto, 21 cimentos com a mesma finura e 21 argamassas com a mesma relação água/aglomerante. Os resultados dos ensaios de carbonatação, resistência à compressão, porosimetria, termogravimetria, difração de raios-X e análise do pH da solução aquosa dos poros indicam que o calcário tem um efeito potencializador da hidratação das argamassas, com efetivo refinamento da estrutura porosa. Entretanto, a comparação entre os resultados de ambas as fases do estudo mostra que a melhora do desempenho de cimentos acrescidos de calcário não se deve apenas ao efeito de fíler desta adição, mas a uma melhora na eficiência dos cimentos compostos, possivelmente pelo maior moabilidade da mistura clínquer-calcário induzida pelo calcário, isto é, o calcário, quando co-moído com o clínquer, faz com este atinja uma maior superfície específica, aumentando, desta forma, a sua reatividade. Argamassas feitas com cimentos brancos apresentaram menor carbonatação do que argamassas feitas com cimentos cinzas, considerando uma mesma relação água/aglomerante e uma mesma superfície inicial. Os resultados indicam algum tipo de interação química do calcário com a pasta que aumenta a carbonatação, mas este efeito é perceptível para teores elevados de adição. / The present study aims to quantify white cement mortars carbonation when compared to carbonation of conventional gray cement mortars. In the first part of the research, 12 cements were produced by substitution of 0, 5, 10 and 20% of 3 different clinkers by limestone. Clinker and limestone were ground together, so that there was no control over the fineness of limestone and clinker individually. In the second stage of the research 21 cements were produced, which were formed by adding to clinker 0, 5, 10 and 20% of limestone and a crushed quartz filler with the same fineness of limestone. In this second part of the research the materials were first milled, so that their initial particle size was controlled, criating therefore 21 cements with the same finess and 21 mortars with the same water / binder ratio. The test results of carbonation and porosimetry show that limestone has a potentiating effect on mortars hydration with effective refinement of the porous structure. However, the results show that the performance improvement of cement with limestone is not only due to the limestone effect as a filler, but also due to an improvement in the efficiency of blended cements, possibly due to greater efficiency of the clinkers that were milled together with limestone. White cement mortars showed less carbonation than gray cement mortars, assuming the same water / binder ratio and the same initial specific surface. The results show a possible chemical interaction between limestone and the cement paste that eventually increase carbonation depth. This effect was only observable with high addition contents.

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

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

O compósito cimentício de elevada capacidade de deformação é um tipo especial de compósito cimentício de alto desempenho reforçado com fibras, cuja principal característica é a alta ductilidade, devido à capacidade de gerar fissuração múltipla quando em carregamento. Este compósito também é conhecido como Engineered Cementitious Composite (ECC), desenvolvido pelo Pesquisador Professor Victor Li na Universidade de Michigan, nos Estados Unidos. Nos últimos cinco anos, o Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME) vem desenvolvendo uma linha de pesquisa com o objetivo de adaptar o ECC com materiais locais. Neste intuito, fibras de polipropileno têm sido utilizadas em conjunto com cinza da casca de arroz visando o desenvolvimento de misturas mais viáveis economicamente e mais ambientalmente sustentáveis. Este estudo teve como finalidade avaliar a possibilidade da utilização da cinza de casca de arroz residual (moída em laboratório por 1, 2, 4, 6 e 8 horas) como material pozolânico para substituição parcial de cimento. A caracterização da cinza foi realizada por meio dos ensaios de difração de raio-x, fluorescência de raio-x, perda ao fogo, índice de desempenho, massa especifica e distribuição granulométrica. Este estudo caracterizou compósitos cimentícios de elevada capacidade de deformação contendo 10%, 20% e 30% (em volume) de substituição de cimento por cinza de casca de arroz residual, analisando o comportamento mecânico quanto à tração direta e flexão a quatro pontos. Na busca de um indicativo de durabilidade foram avaliados a absorção e índice de vazios destes compósitos. Além disso, foi realizada a análise da curva de liberação de calor de hidratação para verificar o efeito retardador que a cinza de casca de arroz possa gerar no compósito. E como possível utilização deste compósito como material de reparo, foi analisada a aderência pelo método de cisalhamento oblíquo e pelo método de arrancamento e avaliada a reflexão de fissuras juntamente com a realização de microscopia eletrônica de varredura destes compósitos. Os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios para os compósitos com 30% de cinza de casca de arroz moída por 8 e 4 horas, apresentando bons resultados quanto à ductilidade e resistência à propagação de fissuras. / The high strain cementitious composite is a special type of fiber reinforced high performance cementitious composite which main characteristic is the high ductility achieved through the ability to generate multiple cracking under loading. This composite is also known as Engineered Cementitious Composites (ECC), which was first developed by Professor Victor Li at the University of Michigan, in the United States. Over the last five years, the Laboratory of Testings and Structural Models (LEME) of UFRGS has developed a research area aiming to adapt ECC with local materials. In this context, polypropylene fibers were used to substitute PVA fibers and rice husk ash was used to partially replace cement, aiming to develop more cost attractive and greener mixtures. This study analyzed the use of non-processed rice husk ash (grinded in laboratory for 1, 2, 4, 6 and 8 hours) as a pozzolanic material by means of x-ray diffraction tests, x-ray fluorescence, fire loss, performance index, specific mass and particle size distribution. This study characterized, in terms of mechanical behavior, the high strain cementitious composites with 10%, 20% and 30% (by volume) of non-processed rice husk ash as cement replacement. The experimental tests were carried out in terms of direct tensile and four points bending tests. Aiming to obtain a first indication of durability, absorption and void rate tests were performed. Other tests were performed to obtain the hydration heat curve aiming to determine a possible retarding effect that the rice husk ash may cause to the composite. Finally, in order to analyze the use of the composite as a reinforcement material, tests were carried out to obtain the bond behavior in terms of oblique shear and pullout methods. The reflection of cracks was also evaluated along with scanning electron microscopy of the composites. The results were satisfactory for composites with 30% of rice husk ashes grinded for 8 and 4 hours, presenting good results in terms of ductility and resistance to crack propagation.

Apesar do avanço tecnológico crescente na construção civil, a falta de durabilidade das estruturas de concreto, tanto em edificações como pavimentação, tem sido constatada com acentuada assiduidade e proporção. O compósito cimentício de elevada deformação, também conhecido como Engineered Cementitious Composites (ECC), foi difundido a partir do conceito de concretos de alto desempenho reforçado com fibras, visando suprir o comportamento frágil do concreto convencional e problemas relacionados à falta de durabilidade gerada, principalmente, devido à propagação de fissuras. Neste contexto, o Laboratório de Ensaio de Modelos Estruturais (LEME) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) consolidou, nos últimos cinco anos, um grupo de pesquisa voltado ao estudo do ECC aliado a utilização de materiais nacionais. A concepção tem sido baseada na aplicação de materiais que proporcionem custos mais baixos e fomentem questões de sustentabilidade ambiental. Assim, foram incorporados ao material, fibra de polipropileno (2% em volume) e substituição parcial do cimento por 30% (em volume) de cinza de casca de arroz residual. O presente trabalho visa analisar questões de durabilidade destes compósitos (com e sem a incorporação de cinza), e compará-los a concretos convencionais, através de ensaios relacionados ao estudo da estrutura de poros (absortividade, absorção e índice de vazios, absorção e água por capilaridade, absorção de água pelo método do cachimbo e microscopia eletrônica de varredura), penetração e difusão de íons cloretos, retração livre e restringida, e, por fim, resistência à abrasão. Os resultados obtidos indicam que a incorporação de cinza de casca de arroz melhorou significativamente as propriedades do compósito relacionadas à conexão e solução dos poros, dificultando a passagem de cloretos, além de apresentar resistência à abrasão semelhante ao compósito de referência. Sua desvantagem está relacionada às maiores aberturas de fissuras ocasionadas devido à retração restringida. Entretanto, o trabalho evidencia a viabilidade e vantagem do uso de cinza de casca de arroz na produção do compósito, em termos de durabilidade. / Despite the increasing technological advances in construction, the lack of concrete structures durability, both in buildings and pavement, have been found with severe attendance and proportion. The high strain cementitious composite, also known as Engineered Cementitious Composites (ECC), was widespread from the concept of high performance fiber reinforced concrete, in order to supply the fragile behavior of conventional concrete and problems related to lack of durability generated mainly due to crack propagation. In this context, the Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME) of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) consolidated over the last five years, a research group focused on the ECC study allied with the use of national materials. The design has been based on the application materials that provide lower costs and promote environmental sustainability issues. Thus, they were incorporated into the material polypropylene fibers (2% by volume) and partial cement replacement of 30% (by volume) of residual rice husk ash. This study aims to examine durability issues of these composites (with and without rice husk ash), and compare them to conventional concretes, through tests related to the study of pore structure (absorptivity, absorption and void ratio, water absorption by capillarity, water absorption by the pipe method and scanning electron microscopy), penetration and diffusion of chloride ions, free and restrained shrinkage, and, finally, abrasion resistance. The results indicate that the incorporation of rice husk ash significantly improved material properties related to connection and pores solution, hindering the chloride ingress, and presents abrasion resistance similar to the reference composite. Its disadvantage is related to the larger cracks due to restrained shrinkage. However, the work demonstrates the viability and advantage of use rice husk ash in the composite production in terms of durability.

Na engenharia em geral existem técnicas consagradas de construção e materiais com comportamentos exaustivamente estudados para um melhor aproveitamento de suas características a favor do engenheiro. Pode-se dizer que uma construção está cada vez mais integrada com o meio ambiente, tanto na economia de materiais quanto no reaproveitamento dos mesmos. O uso mais racional dos materiais também é uma importante alternativa para minimizar custos em uma obra, tais como transporte, escolha do material mais adequado a ser utilizado, tanto por suas características quanto por sua disponibilidade de uso. Já foram realizadas e ainda hoje têm sido realizadas inúmeras pesquisas sobre solos artificialmente cimentados na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, visando seu emprego como camada de suporte para fundações superficiais, no encapsulamento de solos contaminados e como barreiras de contenção de contaminação. Analisando as características mecânicas de areia fina artificialmente cimentada, o objetivo desta pesquisa é verificar a validade do uso do fator vazios/cimento na estimativa da resistência à compressão simples, rigidez inicial, resistência à compressão triaxial em condições drenadas com medidas de G0, comportamento tensão-dilatância e comportamento tensão-deformação da areia de Osório. Para tanto foi verificado que o fator vazios/cimento mostrou-se ser um parâmetro muito eficaz e confiável no que diz respeito à previsão de comportamento do material para dosagem de solo-cimento, em projetos geotécnicos que utilizem a areia de Osório. / In traditional engineering, there are special construction techniques and exhausted studies in materials behavior, for a better employment of it due to the characteristics by the engineer. Today, constructions are increasingly integrated in the environment, both in the economy as in the reuse of materials from them. The more rational use of materials is also important alternative to minimize costs in a work such as transportation, choice of the most appropriate material to be used, either by their characteristics, or their availability for use. Many researches have been made until today on artificially cemented soils in the Federal University of Rio Grande do Sul, targeting their employment as layer of support for foundations surface in the encapsulation of contaminated soil and barriers of contamination containment. Analyzing the mechanical characteristics of fine artificially cemented sand, the objective of this research is to verify the validity of the use of the void/cement ratio in the estimation of the unconfined compressive strength, initial stiffness, triaxial compressive strength in drained conditions with measures of shear modulus (G0), stress-dilatancy behavior and stress-strain behavior of the Osório sand. Thus was verified that the void/cement ratio has proven to be a very effective and reliable parameter regarding prediction of material behavior for soil-cement, dosage in geotechnical projects that use the sand of Osório.