Resumo: Os nanotubos de carbono (NTCs) são estruturas de carbono que, após sintetizadas, obtêm forma de cilindros em escala nanométricas. Os benefícios da adição destes materiais ao concreto ainda estão sob estudo e em todo o mundo existem pesquisas que evidenciam melhorias na resistência à compressão, à tração e porosidade em argamassas e pastas produzidas com NTCs. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é analisar o comportamento do concreto produzido com a mistura física de nanotubos de carbono de paredes múltiplas utilizando-se três diferentes tipos de dispersão. Em um dos casos, foi utilizada a energia ultra-sônica em conjunto com aditivo para concreto a base de policarboxilato, e a eficiencia desta dispersão foi analizada por meio do método de análise hierarquica, demonstrando que a ferramenta constitui-se em uma alternativa para avaliação da dispersão dos NTCs em meio aquoso. O teor de NTC adotado foi de 0,30% em relação a massa do cimento. Os ensaios realizados compreendem a medida da consistência pelo tronco de cone, resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, permeabilidade à água, absorção por imersão, por capilaridade e pelo método da pipeta. Também foi avaliada a susceptibilidade dos concretos frente à migração de íons cloretos usando o método preconizado pela ASTM C 1202/2005. Os resultados indicaram melhorias em algumas das propriedades analisadas, tais como resistência à compressão, tração por compressão diâmetral, absorção por imersão e permeabilidade. Além disso, ficaram evidentes os efeitos de elevação da consistência do concreto provocada pela presença dos NTCs e a importância da dispersão dos NTCs em solução antes de sua adição à mistura de concreto.

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-25Bitstream added on 2014-12-02T11:21:07Z : No. of bitstreams: 1 000800892.pdf: 469815 bytes, checksum: fd9da8a2cc4b0a5350e47f1859c7f5a1 (MD5) / A substituição do óxido de bismuto por óxido de zircônio (ZrO2) e a adição de nanopartículas de prata (NPsAg) pode favorecer as propriedades físico-químicas mecânicas e antimicrobianas. Capítulo 1: Foram avaliados pH, solubilidade, tempo de presa, radiopacidade e resistência à compressão. Grupos: G1 – MTA Angelus; G2 – CP/ZrO2; G3 – MTA/NPsAg; G4 –CP/ZrO2/NPsAg. O pH foi analisado em pHmetro digital, a solubilidade pela perda de massa e o tempo de presa pelo teste de Gilmore. A resistência à compressão foi avaliada em ensaio mecânico. Para análise da radiopacidade, as amostras foram radiografadas com uma escala de alumínio. Os resultados foram submetidos aos testes ANOVA e Tukey (p<0,05). O G3 apresentou aumento de pH e diminuição da solubilidade e tempo do presa inicial e final. O G4 apresentou diminuição da solubilidade e aumento da resistência à compressão. A radiopacidade dos materiais foi superior a 4 mmAl. As associações G3 e G4 apresentam propriedades físico-químicas e mecânicas adequadas. Capítulo 2: Bactérias na forma planctônica foram colocadas sobre o cimento fresco e a análise foi realizada em espectrofotômetro. Na avaliação antibiofilme, os materiais foram colocados em contato com biofilme de E. faecalis formado sobre blocos de dentina e analisados pela contagem de unidades formadoras de colônia. Os resultados foram submetidos aos testes ANOVA e Tukey (p<0,05). Na forma planctônica, melhores resultados foram encontrados no G2 e G4. Maior redução de biofilme foi apresentada pelos G3 e G4. A incorporação de NPsAg ao CP e MTA, melhora a atividade antibacteriana e antibiofilme dos materiais à base de silicato de cálcio. / The bismuth oxide replacement by zirconium oxide (ZrO2) and the addition of silver nanoparticles may improve the physicochemical, mechanic and antimicrobial properties. Chapter I: It was evaluated pH, solubility, setting time, radiopacity and compressive strength. Groups: G1-MTA Angelus; G2-PC/ZrO2; G3-MTA/NPsAg, G4-PC/ZrO2/NPsAg. The pH was measured with a digital pH meter, the solubility by the weight loss and the setting time was evaluated by Gilmore needle. Compressive strength was tested in universal testing machine. For radiopacity analysis material samples were radiographed alongside an aluminium step-wedge. The results were submitted to ANOVA and Tukey tests (p<0.05). The G3 showed a pH increase and a decrease of solubility and initial and final setting time. The G4 showed a decrease in solubility and an increase of compressive strength. All materials presented radiopacity greater than 4 mmAl. The G3 and G4 associations showed good physicochemical and mechanical properties. Chapter 2: For the first test bacterias in planktonic form were placed over fresh cement, and the analysis was performed in spectrophotometer. Also for the antibiofilm test, the samples were placed in direct contact with E. faecalis biofilm previously induced on bovine dentine and analysed by the counting of colony-forming units. The results were submitted to ANOVA and Tukey tests (p<0.05). On the planktonic form, the best results were showed by G2 and G4. The greater reduction of biofilm were showed by G3 and G4. The incorporation of NPsAg to PC and MTA improves the antibacterial and antbiofilm activity of calcium silicate cements.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-06-28T14:49:43Z No. of bitstreams: 1 2017_SheillaPereiraVieira.pdf: 4155953 bytes, checksum: d48230906d3702a928dd623f86880c8e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-04T19:19:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_SheillaPereiraVieira.pdf: 4155953 bytes, checksum: d48230906d3702a928dd623f86880c8e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-04T19:19:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_SheillaPereiraVieira.pdf: 4155953 bytes, checksum: d48230906d3702a928dd623f86880c8e (MD5) Previous issue date: 2017-08-04 / O setor da construção civil é um dos principais responsáveis pela poluição do meio ambiente, devido os processos de fabricação e transporte de materiais. O concreto autoadensável (CAA) apresenta várias vantagens que podem minimizar alguns impactos ambientais, como a capacidade de fluir sob as fôrmas e envolver as armações, sem a necessidade de vibração, o que economiza o uso de energia, e a inclusão de diversos tipos de materiais de origem naturais ou resíduos em sua dosagem. Assim, verificou-se a necessidade do estudo de diferentes tipos de adições minerais para composição do CAA, de acordo com a disponibilidade da região e de forma a melhorar a técnica de produção e as propriedades no estado fresco e endurecido do concreto, diminuindo o consumo de cimento Portland. Esta pesquisa avaliou a viabilidade técnica da produção de CAA, com o uso de cinco diferentes tipos de adições minerais: fíler calcário, resíduo de marmoraria, rocha fosfática, estéril de fosfato e cinza de eucalipto, em quatro teores de substituição ao cimento Portland. Foram comparadas as propriedades no estado fresco de autoadensabilidade, pelos ensaios de índice de estabilidade visual, espalhamento, tempo de escoamento, habilidade passante, viscosidade plástica e resistência à segregação, conforme a ABNT NBR 15823-1 (2010) e determinado o teor de ar. No estado endurecido, foram avaliadas as resistências mecânicas do CAA pelos ensaios de compressão, tração por compressão diametral e módulo de elasticidade e características físicas, pelos ensaios da massa específica, absorção de água e índice de vazios. Após avaliação dos resultados obtidos, concluiu-se que o uso de fíler calcário, resíduo de marmoraria e rocha fosfática como adições minerais na produção de CAA, em substituição ao cimento, nos teores de 10 %, 20 %, 30 % e 40 %, apresentou viabilidade técnica e sustentável. Os concretos produzidos atenderam tanto as propriedades de autoadensabilidade, resistência mecânica e características físicas, quanto contribuíram com o meio ambiente ao utilizar resíduos industriais e adições minerais disponíveis localmente. A utilização de estéril de fosfato e cinza de eucalipto, no teor de 10 % de substituição ao cimento, demonstrou melhoria das propriedades mecânicas dos concretos, porém não atenderam os critérios de autoadensabilidade recomendados pela ABNT NBR 15823-1 (2010). / The civil construction sector is one of the main responsible for environmental pollution, due to the processes of manufacture and transportation of materials. The self-compacting concrete (SCC) has several advantages that can minimize some environmental impacts, such as the ability to flow under the forms and wrap around the frames, without the need for vibration, which saves energy. Another advantage is the inclusion of various types of materials of natural origin or waste in their dosage. Therefore, it was verified the necessity to study the composition of the SCC with different types of mineral additions, available locally, in order to improve the production technique, the properties on the fresh and hardened state of the concrete, and reducing the consumption of Portland cement. This research evaluated the technical feasibility of SCC production with the use of five different types of mineral additions: limestone filler, marble residue, phosphate rock, sterile phosphate and eucalyptus ash, in four Portland cement substitution. The self-compacting properties in the fresh state of the concrete were compared by visual stability índex, slump-flow, T500 time, passing abitiy, plastic viscosity and segregation resistance, according to ABNT NBR 15823-1 (2010) and determination of the air content. In the hardened state, the mechanical resistance of the SCC were evaluated by tests of compression strength, diametral compression traction and static modulus of elasticity. The physical characteristics were evaluated by tests of the specific mass, water absorption and voids index. After the evaluation of the obtained results, it was concluded that the use of limestone filler, marble residue and phosphate rock presented technical and sustainable viability as mineral additions in the production of SCC, in substitution of cement, with contents of 10 %, 20 %, 30 % and 40 %. The produced concretes achieved the properties of self compactability, mechanical strength and physical characteristics, and also contributed to the environment by using industrial waste and mineral additions locally available. The use of sterile phosphate and ash boiler in the 10% substitution content of the cement, showed improvement of the mechanical properties of the concretes, but did not reach the self-compacting criteria recommended by ABNT NBR 15823-1 (2010).

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Gabriela Lima (gabrieladaduch@gmail.com) on 2017-12-01T12:13:36Z No. of bitstreams: 1 2017_DanieldaSilvaAndrade.pdf: 5938012 bytes, checksum: 70dc1cb742fac277436639dcfb2bcd84 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-23T21:11:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DanieldaSilvaAndrade.pdf: 5938012 bytes, checksum: 70dc1cb742fac277436639dcfb2bcd84 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T21:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DanieldaSilvaAndrade.pdf: 5938012 bytes, checksum: 70dc1cb742fac277436639dcfb2bcd84 (MD5) Previous issue date: 2018-01-23 / Nos últimos anos, a disponibilidade de se obter industrialmente materiais nanoparticulados possibilitou grandes avanços na ciência e tecnologia de materiais. A nanossílica (nanopartículas de SiO2) é um dos nanonomateriais aplicados aos materiais cimentícios atualmente, apresentando comportamento específico devido ao tamanho de partícula muito reduzido. Entretanto, diante das lacunas existentes no meio científico sobre os efeitos causados pela nanossílica associada às adições minerais altamente reativas nas propriedades dos materiais cimentícios mais pesquisas precisam ser realizadas. Neste contexto, este trabalho trata da investigação experimental do efeito da adição de nanossílica, individualmente e em conjunto com adições minerais altamente reativas (sílica ativa, metacaulim e cinza da casca de arroz), em pastas de cimento Portland visando contribuir com o estudo da nanotecnologia aplicada aos materiais cimentícios. O programa experimental será dividido em 3 etapas: (1) Caracterização dos materiais; (2) Determinação do índice de desempenho de misturas binárias e ternárias, com cimento Portland, nanossílica coloidal e / ou adições minerais altamente reativas; (3) estudo da microestrutura de pastas de cimento Portland com nanossílica coloidal e / ou adições minerais altamente reativas. Para o estudo da microestrutura das pastas foram aplicadas as técnicas: difração de raios X, análise térmica (TG/DTA), microscopia eletrônica de varredura, calorimetria de condução, porosimetria por intrusão de mercúrio, ressonância magnética nuclear (RMN) e espectroscopia no infravermelho. Observa-se um efeito sinérgico nas misturas ternárias com incorporação de nanossilica e adições minerais altamente reativas, que apresentaram maior resistência à compressão e porosidade mais refinada do que as misturas binárias com nanossilica ou adições minerais altamente reativas isoladamente. Os resultados mostram o potencial das misturas ternárias de cimento Portland, adições minerais altamente reativas e nanossilica para a produção de concretos de alta resistência. / In recent years, the availability of industrially nanoparticulate materials has made great strides in material science and technology. Nanosilica (SiO2 nanoparticles) is one of the nanomaterials applied to cementitious materials today, presenting specific behavior due to the very small particle size. However, in view of the gaps in the scientific environment about the effects caused by nanosilica associated with highly reactive mineral additives in the properties of cementitious materials, further research must be carried out. In this context, this work deals with the experimental investigation of the effect of the addition of nanosilica, individually and together with highly reactive mineral additives (active silica, metakaolin and rice hull ash), in Portland cement pastes aiming to contribute to the study of nanotechnology applied to cementitious materials. The experimental program will be divided into 3 stages: (1) Characterization of materials; (2) Determination of the performance index of binary and ternary mixtures, with Portland cement, colloidal nanosilica and / or highly reactive mineral additions; (3) microstructure study of Portland cement pastes with colloidal nanosilica and / or highly reactive mineral additions. The techniques of X-ray diffraction, thermal analysis (TG / DTA), scanning electron microscopy, conduction calorimetry, mercury intrusion porosimetry, nuclear magnetic resonance (NMR) and infrared spectroscopy . A synergistic effect was observed in ternary mixtures with nanosilica incorporation and highly reactive mineral additions, which presented higher compressive strength and more refined porosity than binary mixtures with nanosilica or highly reactive mineral additions alone. The results show the potential of ternary Portland cement mixtures, highly reactive mineral additives and nanosilica for the production of high strength concrete.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-01T21:26:34Z No. of bitstreams: 1 2017_DianaNascimentoLins.pdf: 3929650 bytes, checksum: c1872139675012efdaf0e74375f4628b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-03-09T17:01:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DianaNascimentoLins.pdf: 3929650 bytes, checksum: c1872139675012efdaf0e74375f4628b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T17:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DianaNascimentoLins.pdf: 3929650 bytes, checksum: c1872139675012efdaf0e74375f4628b (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Dado o crescimento da indústria da construção, a produção de cimento Portland também foi intensificada. No entanto, efeitos ambientais adversos são causados pela atividade cimenteira, sendo esta responsável por cerca de 5% das emissões de CO2 mundiais. Com o objetivo de atenuar essas emissões, uma medida mitigadora eficiente é a redução do teor de clínquer na composição do cimento. Para isso, diferentes adições minerais são comumente utilizadas para substituí-lo, porém, estas não têm disponibilidade suficiente para atender a demanda atual do mercado. Diante da necessidade de novos materiais, pesquisas buscam adições que atendam esta demanda. Dentre elas, a argila calcinada e o fíler calcário, se mostraram eficientes quando utilizados simultaneamente, formando um novo cimento, denominado LC³. Esta pesquisa visa analisar a resistência à compressão de cimentos LC³ produzidos a partir de adições minerais disponíveis na região do Distrito Federal. Foram produzidas diversas argamassas, fabricadas com cimentos com diferentes teores e tipos de fíler calcário e argila calcinada. Em função da redução da trabalhabilidade das misturas, ocasionada por estes materiais, foi avaliado o teor de aditivo superplastificante utilizado para cada cimento. Também verificou-se a influência das adições minerais utilizadas conforme suas características químicas e físicas. Os resultados indicam que de acordo com o teor e tipo de adição, o LC³ é capaz de atingir resistências semelhantes às obtidas pelo cimento de referência. Em caso de teores de substituição elevados pode haver redução da resistência, contudo, os valores são relevantes, tendo em vista a redução de clínquer significativa. Também se observou a influência preponderante do tipo de argila calcinada no desempenho do LC³, no entanto, verificou-se que o teor de calcário e a finura das partículas de fíler também interferem no desempenho do cimento. / Given the growth of the construction industry, a Portland cement production has also been intensified. However, they are needed for cement activity, which is responsible for about 5% of the world's CO2 emissions. In order to attenuate emissions, an efficient mitigation measure is a reduction of research theory in cement composition. For this, different mineral additions are commonly to replace it, however, these are not necessary to meet the current market demand. Faced with the need for new materials, researches seek additions that meet this demand. Among them, a calcined clay and limestone, are effective when used simultaneously, forming a new cement, called LC³. This research proposes to analyze the compressive strength of LC³ cements produced from mineral additions available in the Federal District. Several mortars were produced, made from cements with different contents of mineral additions. Due to the reduction of the workability of the mixtures caused by these materials, the content of superplasticizer additive used for each cement was initially evaluated. One research also found an influence of mineral additions in accordance with their chemical and physical characteristics. The results indicate that according to the content and type of addition, the LC³ is capable to get compressive strength, similar to those obtained by reference cement. In case of substitution levels, there may be a reduction of the resistance, although, the values are relevant, in view of a significant clinker reduction. It was also observed the predominant influence of calcined clay type on the performance of LC³, however, it was verified that the content of limestone and a fineness of the file particles also interfere in the performance of the cement.

Com o desenrolar dos processos de competitividade e globalização, novas tecnologias vem sendo desenvolvidas e estão se espalhando com velocidade cada vez maior. Em particular, nos últimos anos, observa-se um elevado número de novos materiais sendo introduzidos nas edificações. A questão é que estes novos materiais apresentam características e comportamentos diferentes e, muitas vezes, ainda pouco conhecidos e estudados. O cimento Portland branco estrutural enquadra-se neste contexto, pois as modificações necessárias na constituição do cimento convencional, para manipular sua cor, acabam por afetar seu comportamento. Diante do crescimento do consumo deste produto nos últimos anos, as pesquisas científicas de concretos à base de cimento branco, que eram raras, foram intensificadas. Com o objetivo de colaborar para a caracterização do comportamento mecânico deste material, montou-se um programa experimental para analisar como a variação de alguns parâmetros básicos, como tipo de agregado graúdo (basalto e calcário), agregado miúdo (areia e calcário), adições de sílica ativa e relação água/aglomerante (0.42, 0.51 e 0.60) afeta a resistência mecânica e o módulo de deformação de concretos brancos produzidos com um dos dois cimentos brancos estruturais disponíveis no Brasil. Além do mais, as obras com utilização de concretos brancos se caracterizam por possuir um forte apelo estético. Neste caso, as exigências tradicionais, como comportamento mecânico e durabilidade, não são suficientes para caracterizar o desempenho do material. Na produção deste tipo de concreto, a cor passa a se constituir em um parâmetro de qualidade crítico, e seu controle é fundamental. A simples utilização de cimento branco não irá necessariamente permitir satisfazer as exigências de cor. A cromaticidade da mistura de concreto dependerá de todos os materiais envolvidos no processo. Neste programa de pesquisa, o controle cromático foi realizado através do método espectrofotométrico, sendo monitorados os parâmetros L*a*b*. Quanto ao comportamento mecânico os resultados foram adequados, não apresentando tendências diferentes daquelas apresentadas por concretos convencionais. Para a análise cromática a estratégia de ensaio se mostrou muito satisfatória, já que os parâmetros medidos conseguiram representar os efeitos que os materiais constituintes produzem na cor final das superfícies de concreto. Os dados coletados indicaram que os agregados calcários são mais adequados para a produção de concretos brancos, sendo de fundamental importância utilizar uma fração muito fina de tonalidade bem clara. A melhoria da durabilidade estética através da aplicação de sistemas de proteção também foi avaliada, indicando que sistemas de proteção hidrofugantes são os que menos alteram os parâmetros cromáticos do concreto branco.

A cinza de casca de arroz é um resíduo agro-industrial decorrente do processo de queima da casca de arroz, sendo largamente encontrada no Rio Grande do Sul, pois, historicamente, este Estado é o maior produtor de arroz no Brasil, com cerca de 45% da produção nacional. Empregada como fonte de energia, a casca de arroz é queimada em diversas empresas; algumas, devido à sua natureza, incorporam a cinza ao produto, mas a maioria não encontra outro destino que não o descarte em forma de aterro, criando, assim, um problema ambiental de poluição do solo, do ar e de rios e córregos. No entanto, devido à presença de elevado percentual de sílica (SiO2) na sua constituição, a cinza de casca de arroz pode ter vários empregos. Na construção civil, pode ser empregada como pozolana, conforme vários estudos já vêm demonstrando. Porém, encontra restrições por motivos como sua cor escura, que confere aos cimentos, argamassas e concretos aos quais é adicionada, uma coloração também escura, e a falta de uniformidade apresentada em termos de características químicas e, principalmente, mineralógicas. A cor escura não é um problema de ordem técnica, mas estética e de aceitação no mercado. Já a composição mineralógica está associada à atividade pozolânica e a falta de uniformidade do material disponível implica na incerteza do grau de reatividade. Este trabalho teve o objetivo de verificar a viabilidade técnica do emprego de cinzas de casca de arroz residuais na confecção de cimentos Portland composto e/ou pozolânico, a partir de beneficiamentos das mesmas, que associam tratamentos físicos, químicos e/ou térmicos, os quais têm como finalidade reverter e/ou minimizar os aspectos negativos citados. Para tanto, foram empregadas três cinzas de casca de arroz, oriundas de diferentes processos de produção e com composições mineralógicas distintas. Após definidos os tratamentos a serem aplicados, através de seleção pelos critérios de cor e composição mineralógica, as cinzas tratadas foram avaliadas quanto à sua pozolanicidade, pelo Índice de Atividade Pozolânica (IAP) da NBR 5752 e também por um IAP alterado, proposto neste trabalho. A produção de cimentos com CCA beneficiada se deu a partir de um cimento base com substituição por CCA, em massa e em diferentes percentuais. Tais cimentos foram avaliados quanto à resistência à compressão, aos tempos de pega, à pozolanicidade e à expansibilidade a quente. A análise dos dados obtidos indica que os tratamentos propostos e/ou a associação deles resultam em beneficio no desempenho das cinzas, em pelo menos um dos vários aspectos considerados. A presente pesquisa permite concluir que as CCA residuais têm potencial para serem empregadas na produção de cimentos, tanto aquelas menos cristalinas, quanto as mais cristalinas. Para tanto, devem ser beneficiadas, sendo pelo menos submetidas a tratamento físico para redução de sua granulometria. Se outros objetivos forem pretendidos, como coloração clara, os tratamentos térmico ou químico podem ser empregados. / Rice husk ash (RHA) is an agricultural by-product originating from the burning of rice husks. It is widely available in the state of Rio Grande do Sul, the largest rice producer in Brazil, accounting for approximately 45% of the country’s rice production. Rice husks are burned as a source of power in a number of different industries, some of which manage to incorporate the resulting ash to their products. Still, most industries have no use for the ash and dump this waste material in landfill sites, which may give rise to serious environmental problems by polluting soils, rivers, streams and the air. However, as RHA has high silica (SiO2) content, it can be used in several applications. A number of studies have already demonstrated the potential for using this material as a pozzolan but the dark coloration of the ash is seen as a restriction to this because RHA adds a dark tint to cement, mortars and concrete. In addition, the differences in chemical composition and mineralogical characteristics between batches aggravate this problem. The dark coloration is not a technical issue but it affects the appearance of the final product and therefore its acceptance by customers. The mineralogical composition of the ash affects pozzolanic activity. The lack of homogeneity of available RHA also adds a degree of uncertainty regarding the reactivity of mortars and mixes. This study aims to investigate the technical feasibility of using processed RHA in the production of pozzolanic or composite portland cement. The processing of RHA includes physical, chemical and/or thermal treatments that aim to eliminate and/or minimize the problems faced in the use of RHA. Three different samples of RHA produced with different production processes and with different mineralogical compositions were used. The treatment processes were selected according to criteria of color and mineralogical composition of the ash. After treatment, the pozzolanic activity of ash samples was assessed using the Pozzolanic Activity Index (PAI) proposed by Brazilian Standard NBR 5752 and a modified PAI that was devised for this study. Cement samples using processed RHA were prepared using different content of RHA as substitutions for cement. The following properties were assessed in the modified cement samples: compressive strength, hardening time, pozzolanic activity and heat expansion. Results indicate that the proposed treatment (alone or in association) improve the performance of the ash in at least one of the properties investigated. It is possible to conclude that RHA (of varying degrees of crystallinity) holds a potential application in the production of cement. It is essential that the ash should undergo a physical process to reduce its particle size. If other aims are important, such as bleaching, thermal or chemical treatments may also be used.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-11-07T13:33:53Z No. of bitstreams: 1 2016_MirellenMaraMoreira.pdf: 10478267 bytes, checksum: edddc0246b0bc8ad996ec76d5288a4c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-27T20:46:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MirellenMaraMoreira.pdf: 10478267 bytes, checksum: edddc0246b0bc8ad996ec76d5288a4c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T20:46:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MirellenMaraMoreira.pdf: 10478267 bytes, checksum: edddc0246b0bc8ad996ec76d5288a4c5 (MD5) / Esta pesquisa apresenta um estudo experimental sobre o uso de aditivo redutor de permeabilidade (ARP) em diferentes tipos de cimentos Portland nacionais disponíveis comercialmente. O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos do ARP, principalmente como impermeabilizante. Foram estudados nove traços de concreto, todos com relação água/cimento fixa (igual a 0,45), a saber: quatro misturas de referência conforme o tipo de cimento Portland (CP II E–40, CP III–40, CP IV–40 e CP V-ARI); quatro misturas similares as anteriores, com adição de 0,8% de ARP e, por último uma mistura contendo cimento CP III-40, ARP e fibra de polipropileno (0,45kg/m3). Como premissa da pesquisa foi adotado o abatimento no intervalo de 210 ± 20mm, para todas as misturas de concreto. Avaliou-se, no estado fresco, o abatimento de tronco de cone e, no estado endurecido, as propriedades de resistência à compressão simples e com carregamento de 40% da carga última de ruptura, de resistência à tração por compressão diametral e de módulo de elasticidade. Também foram analisadas as propriedades relacionadas à durabilidade por meio dos ensaios de penetração a água sob pressão, de permeabilidade à água e de absorção de água por capilaridade. Como resultado foi constatado que o ARP é eficiente para reduzir a permeabilidade do concreto quando utilizado com cimento Portland de alto-forno (CP III- 40), que apresentou uma redução significativa da altura de ascensão da água, de até 44%, quando comparado com o traço de referência. Para os cimentos CP II-E-40 e CP IV- 40, essa redução ocorreu em menor escala, 4% e 2%, respectivamente. No entanto, o cimento CPV, apresentou um resultado inesperado, com um aumento na característica de permeabilidade do concreto. Quanto às propriedades mecânicas, nota-se que a variação dos resultados, entre os concretos com e sem ARP, foi pequena (até 10%). Além disso, foi observado que o ARP pode ser indicado para um maior grau de fissuração, independentemente do tipo de cimento utilizado ou da adição das fibras de polipropileno. Por último, em relação ao traço com ARP e fibras, constatou-se por meio do ensaio de penetração de água sob pressão e do ensaio de absorção de água por capilaridade, que esse concreto tornou-se mais susceptível a permeabilidade a água, apresentando um aumento de 30% e de 14%, respectivamente, em relação ao traço sem fibra. / This study is presents an experimental study about the use of permeability reduction additive (ARP) with different types of commercially available Portland cements. It’s objective is to evaluate the effects of ARP, in particular it’s as watertight properties. Nine concrete mixtures were studied, all with a constant water / cement ratio (equal to 0.45), namely: Four reference mixtures of the each type of Portland cement (CP II-E-40, CP III-40, 40-CP IV-40 and CP V-ARI); four mixtures with addition of 0.8% ARP and finally a mixture containing cement CPIII-40, ARP and polypropylene fiber (0,45kg/m3). As a premise of this research, the slump was adopted in the range of 210 ± 20 mm for all concrete mixtures. the slump test for determination of the consistency was evaluated in the fresh state, while the compressive strength test and loading 40% of the final breaking load, the tension strength by diametrical compression test and elasticity modulus by compression test were performed in the hardened state.. Durability testing by means of the penetration of water under pressure, the coefficient of permeability and water absorption by capillary were also analyzed. As a result, it was observed that the ARP is effective to reduce the permeability of Portland concrete with blast furnace (CP III-40) which exhibited a significant reduction in the water penetration level, equal to 44% when compared to the reference specimen. For the CP II-E-40, CP IV-40 and cement, this reduction was in a smaller scale, equal to 4% and 2%, respectively. However, the CP V-ARI cement showed an unexpected result with an increase in permeability of the concrete. Concerning the mechanical properties, it was found that the ARP might be suitable for structures with a highly cracked structure regardless of the type of cement used or addition of polypropylene fibers. Finally, concerning the mark with ARP and the addition of fibers, it was observed, after the pressurized water penetration test and capillary water absorption test, that the concrete became more susceptible to water permeability in approximately 16% and 14%, respectively, compared with the trait without fiber.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Os resíduos presentes no setor de papel e celulose são exemplos de materiais que contém uma série de elementos que podem ser utilizados em outros processos industriais, como no caso da obtenção de materiais cimentícios. A lama de cal é um resíduo rico em carbonato de cálcio, as cinzas de biomassa são ricas em sílica e o lodo de ETE é rico em matéria orgânica. Neste sentido, estes resíduos geram um potencial de substituição dos materiais comumente utilizados na produção de clínquer, como o calcário e o quartzo, além de utilizar a matéria orgânica presente como material combustível. No presente trabalho, portanto, é realizado um estudo para valorização destes resíduos na obtenção de clínqueres. Os resíduos lama de cal, lodo de ETE e cinzas de biomassa foram caracterizados física e quimicamente e confirmaram o potencial anteriormente descrito. Cinco formulações (F1-F5) foram originadas com auxílio das equações de Bogue e três condições de queima (1350, 1440 e 1455 oC) foram aplicadas. Os clínqueres obtidos e um padrão (CP I) foram caracterizados por DRX para identificar as fases cristalinas e posteriormente proceder com a quantificação pelo método de Rietveld. Hidratações em 7, 28 e 90 dias com posteriores análises de TG/ATD identificaram os picos de desidratação dos silicatos hidratados e da portlantita formada em cada formulação. Baseado nos resultados obtidos, a amostra F4 1455 oC e o padrão CP I foram utilizados para funcionalização em argamassas com base na NBR 7215/96. As formulações apresentaram as principais fases cristalinas do clínquer e o Ecocimento obtido apresentou resistência mecânica média de ~20 MPa aos 28 dias. Os ensaios de lixiviação (NBR 10005/2004) complementaram o estudo, caracterizando o produto como não perigoso. A reciclagem dos resíduos do setor de papel e celulose demonstra viabilidade técnica e ambiental para valorização destes materiais, necessitando apenas ajustes composicionais e processuais, sempre em busca da melhoria contínua e uma produção mais limpa.

Orientador: Mario Tanomaru Filho / Banca: Idomeo Bonetti Filho / Banca: Fábio Luiz Camargo Villela Berbert / Banca: Carlos Eduardo Saraiva Miranda / Banca: Celso Luiz Caldeira / Resumo: O Cimento Portland (CP) é um cimento de silicato de cálcio. Modificações em sua composição por meio de aditivos e resinas podem melhorar sua manipulação e presa. Foram avaliados MTA Angelus e diferentes cimentos de silicato de cálcio: puro (CSC), modificado (CSCM), resinoso 1 (CSCR1), resinoso 2 (CSCR2) e resinoso 3 (CSCR3). Dois cimentos foram selecionados para avaliação em associação aos radiopacificadores: óxido de zircônio (ZrO2) ou óxido de nióbio (Nb2O5) micro ou nanoparticulado, tungstato de cálcio (CaWO4) ou óxido de bismuto (Bi2O3). Na primeira etapa (Capítulo 1) foram avaliados tempo de presa, escoamento, resistência à compressão, quantificação de arsênio, radiopacidade e viabilidade celular. Na segunda etapa, os materiais CSCM e CSCR2 associados aos radiopacificadores forma avaliados quanto ao tempo de presa, escoamento, solubilidade, radiopacidade, resistência à compressão, pH, cálcio (capítulo 2); além de superfície, composição química, MTT e apoptose/necrose (capítulo 3). Os dados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey (p˂0,05). Todos os cimentos apresentaram arsênio em níveis compatíveis com o uso clínico, e mostraram biocompatibilidade. O CSCR2 apresentou maior escoamento. As associações do CSCM + CaWO4 e CSCR2 + ZrO2 e Nb2O5 micro ou CaWO4 e o MTA Angelus apresentaram menor tempo de presa, e CSCM e CSCR2 + ZrO2 micro maior escoamento. Todos os cimentos apresentaram baixa solubilidade, pH alcalino e liberaram íons cálcio. Além disso, apresentam partículas de tamanho maior que o MTA, além de cálcio e silício em sua composição e foram biocompatíveis. Concluímos que os cimentos CSCM e CSCR2 apresentam potencial uso clínico quando associado aos radiopacificadores avaliados, destacando-se o ZrO2 e Nb2O5 microparticulados. / Abstract: Portland Cement (PC) is calcium silicate cement. Changes in its composition by additives and resins can improve their handling and setting time. It was evaluated MTA Angelus and different calcium silicate cements: pure (CSC), modified (CSCM), resin 1 (CSCR1), resin 2 (CSCR2) and resin 3 (CSCR3). After selection of two cements, they were associated with radiopacifiers: zirconium oxide (ZrO2) or niobium oxide (Nb2O5) micro or nanoparticulate, calcium tungstate (CaWO4) or bismuth oxide (Bi2O3). In the first fase (Chapter 1), setting time, flow, compressive strength, quantification of arsenic, radiopacity and cell viability were evaluated. In the second study, it were evaluated the setting time, flow, solubility, radiopacity, compressive strength, pH, calcium (Chapter 2), in addition to surface chemical composition, MTT and apoptosis/necrosis (Chapter 3) of cements CSCM and CSCR2 associated to radiopacifiers. Data were subjected to analysis of variance and Tukey test (p˂0.05). All sealers showed arsenic in compatible with clinical use levels, and showed biocompatibility. The CSCR2 showed higher flow. The associations of CSCM + CaWO4 and CSCR2 with ZrO2 or Nb2O5 micro or CaWO4 and MTA Angelus had lower setting time, and CSCM and CSCR2 + ZrO2 micro largest flow. All cements showed low solubility, alkaline and released calcium ions. Also, they have particles larger than the size MTA, calcium and silicon were present in their composition and they were biocompatible. It was concluded that the CSCM and CSCR2 cements have potential clinical use when associated with radiopacifiers reviews, specially the ZrO2 and Nb2O5 microparticulated. / Doutor