Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:01:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340775.pdf: 2057701 bytes, checksum: 5d0c576a1a7b50a4a03354244d719d56 (MD5) Previous issue date: 2016 / Neste trabalho estudaram-se os impactos ambientais da produção de cimento por meio da metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), com o objetivo de avaliar a produção no Brasil em comparação com a produção na Europa e identificar oportunidades de melhoria. Para tanto, foram selecionados três cenários: Empresa Europa baseado em dados primários de uma empresa com produção representativa de cimento tipo CP I localizada no sul da Europa; Empresa Brasil baseado em dados primários de uma empresa brasileira com produção significativa de cimento tipo CP II e CP IV; e Estimativa Brasil baseado em dados gerais da produção nacional de cimento e na legislação vigente. O ano base do estudo foi 2013 e foram utilizadas as metodologias de avaliação de impacto CML 2001 e Recipe. Também foi utilizado o banco de dados Ecoinvent e o software Simapro. Foram consideradas categorias de impactos atmosféricos, como Mudanças Climáticas, depleção de recursos, como Depleção de Metais e Depleção de Fósseis e categorias de toxicidade como Toxicidade Humana e Ecotoxicidade. Por ser um trabalho baseado na aquisição e interpretação de dados, a falta de alguns dados ou mesmo a estimativa desses dados faltantes influencia diretamente os resultados finais. Em todos os cenários, os processos de produção foram divididos em: (i) obtenção de matérias primas, (ii) obtenção de combustíveis fósseis, (iii) geração e uso de energia elétrica e (iv) clinquerização. Para os cenários ?Empresa Europa? e ?Empresa Brasil?, a etapa de transportes também foi estudada. As análises dos impactos para o cenário ?Empresa Europa? foram realizadas com base nos métodos CML 2001 e Recipe. O primeiro método foi utilizado para gerar comparabilidade com outros estudos já desenvolvidos para a região. Já o método Recipe, cientificamente mais aceito, foi utilizado no cenário europeu e nos demais cenários analisados. Apesar das diferenças entre os métodos, as conclusões em geral não se alteram: as emissões do forno, a geração e uso de energia elétrica e a obtenção de combustíveis fósseis, nessa ordem, são os principais contribuintes para as categorias de impacto analisadas. No cenário ?Estimativa Brasil?, o principal contribuinte para a categoria de impacto Mudanças Climáticas é, como esperado, emissão atmosférica do processo. Essas emissões também contribuem significativamente com a formação de oxidantes fotoquímicos, material particulado, acidificação, eutrofização marinha e toxicidade humana. Exceto para depleção de metais, todas as outras categorias são afetadas,principalmente, pela extração de combustíveis fósseis. Para o cenário ?Empresa Brasil?, encontrou-se que a etapa de Transportes é a que mais contribui para todas as categorias de impacto analisada. Isso ocorre devido ao fato de que o modal rodoviário é o principal no país. Além disso, o consumo de combustíveis fósseis no forno da empresa também representa uma das etapas mais impactantes do processo, de modo que a substituição desses fósseis por combustíveis alternativos pode levar a ganhos ambientais, desde que sejam levadas em consideração as distâncias a ser percorridas por estes alternos. Em todos os cenários, a geração de eletricidade foi baseada nos dados disponíveis no banco de dados Ecoinvent. Entretanto, para verificação, os três cenários foram reanalisados com base na geração de eletricidade para o ano de 2013. Verificou-se que não houve alteração significativa para os cenários brasileiros, mas o cenário europeu teve os impactos reduzidos. Isso deve-se ao fato de que o Brasil vem fazendo uso de energias derivadas de combustíveis fósseis, como as termelétricas, ao contrário do que ocorre no cenário Europeu, onde o uso de energias alternativas está cada vez mais presente. Por fim, realizou-se a normalização de todos os impactos estudados segundo o método Recipe, para todos os cenários. Verificou-se que o cenário Europeu apresenta os menores impactos em relação aos cenários nacionais e demonstrou-se a importante contribuição da etapa de transportes para a geração de impactos ambientais nos cenários brasileiros.<br> / Abstract: In this study, we assessed the environmental impacts of cement production through Life Cycle Assessment (LCA), in order to evaluate production in Brazil compared to production in Europe and identify opportunities for improvement. We selected three scenarios: "European Plant" - based on primary data from a company with representative production of cement type CP I located in southern Europe; "Brazilian Plant" - based on primary data from a Brazilian company with significant production of cement type CP II and IV; and "Brazilian Estimative" - based on general data of the national production of cement and current legislation. The base year of the study was 2013, and we used the impact assessment methodologies CML 2001 and Recipe. Ecoinvent database and the software SimaPro were employed. We considered impact categories of atmospheric impacts such as Climate Change, resource depletion such as Metal Depletion and Fossil Depletion and toxicity categories as Human Toxicity and Ecotoxicity. Because it is a work based on acquisition and interpretation of data, the lack of some data or even estimating these missing data directly influences the final results. In all scenarios, the production processes were divided into five steps: (i) raw materials obtaining, (ii) fossil fuels obtaining, (iii) electricity use and (iv) clinkering. For European Plant and Brazilian Plant, the transport step was also studied. Analyses of the European Plant were based on CML 2001 and Recipe. The first method was used to generate comparability with other studies already developed for the region. However, Recipe method is most scientifically accepted. Due to that, all further analysis were conducted based on it. Despite the differences between the methods, findings generally do not change: kiln emissions, the generation and use of electricity and fossil fuels obtaining, in that order, are the main contributors to the impact categories analyzed. In the "Brazilian Estimative", the main contributor to Climate Change impact category is, as expected, the clinkering. These emissions also contribute significantly to the Photochemical Oxidants Formation, Particulate Matter, Acidification, Marine Eutrophication and Human Toxicity. Except for Depletion of Metals, all other categories are affected mainly by the extraction of fossil fuels. For the scenario Brazilian Plant, it was found that the transport stage is the largest contributor to all categories of impact analyzed. This is due to the fact that transports are mainly by road in the country. Moreover, theconsumption of fossil fuels in the kiln also represents one of the most impactful process steps. Due to this, the replacement by alternative fuels may lead to environmental benefits; however, the distances to be traveled by these alternatives must be taken in account. In all scenarios, the electricity generation was based on data available in Ecoinvent database. Nevertheless, for verification, the three scenarios were re-analyzed based on the generation of electricity for the year 2013. There was no significant change to the Brazilian scenarios, but the European scene presented reduced impacts. This is because Brazil has been making use of energy derived from fossil fuels such as thermal power, contrary to what occurs in the European scenario, where the use of renewable energy is increasingly present. Finally, we conducted the normalization of all studied impacts according to Recipe method to all scenarios. The European scenario has the lowest impacts in relation to Brazilian scenarios and the importance of transport step to all impact categories was demonstrated.

O uso adequado de pozolanas de boa qualidade possibilita a produção de cimentos especiais, de menor custo de fabricação e de maior durabilidade que os correspondentes sem adição. O emprego de pozolanas proporciona, adicionalmente, ganhos significativos em termos de produtividade e uma extensão da vida útil dos equipamentos de produção e do próprio jazimento calcário. A diversidade de características e desempenhos das pozolanas dificulta sobremaneira a seleção e qualificação dos diversos materiais disponíveis. Face às limitações dos métodos tradicionais de determinação da \"atividade pozolânica\", propõe-se uma metodologia alternativa, na qual as pozolanas são investigadas sob diferentes conteúdos de Ca(OH)2. A metodologia proposta proporciona uma melhor definição da qualidade e desempenho da pozolana e, paralelamente, o conhecimento da exata proporção de hidróxido de cálcio que a mesma fixa após um determinado período de reação. No que se refere à evolução da resistência mecânica, verifica-se que o desempenho dos cimentos aditivados com pozolanas de argila é variável e grandemente dependente das características da pozolana, do teor de adição e do tempo de cura considerado. Os cimentos de melhor evolução de resistência foram obtidos com as pozolanas mais reativas (de rápida reação) e que desenvolvem produtos de reação de grande capacidade cimentícia. As argilas calcinadas que apresentam elevados teores de quartzo (&gt;30%) e demandam maior quantidade de água são de desempenho inferior. Constata-se, por outro lado, que a resistência dos cimentos aditivados não cresce linearmente com a capacidade de fixação de hidróxido da pozolana. As pozolanas de argila de grande capacidade de fixação de Ca(OH)2 são particularmente adequadas para aquelas situações onde se requer pastas com a menor basicidade possível. Quando adicionadas em elevadas proporções (acima de 40%), todavia, a parcela de clínquer do cimento não produz hidróxido suficiente para a completa reação dessas pozolanas, verificando-se, nestes casos, uma sensível redução nos valores de resistência mecânica dos cimentos. Embora em geral não utilizadas pela indústria cimenteira, as argilas que originalmente exibem uma certa quantidade de carbonatos associados podem proporcionar pozolanas de excelente desempenho. A queima necessária à ativação dos argilominerais (700-800º) promove uma descarbonatação parcial dos carbonatos e a geração simultânea de fases hidraulicamente ativas (\"proto-clínquer\"). Obtém-se, como consequência, uma pozolana de maior reatividade e que proporciona cimentos de melhor evolução de resitência nas idades iniciais. O menor requerimento de Ca(OH)2 das mesmas, face ao caráter pouco mais básico, permite que sejam adicionadas em elevadas proporções (até 50-60%), sem que se esgote o hidróxido liberado pelo clínquer. Mesmo nessas proporções, a resistência pode superar o limite de 32 MPa imposto por norma. As características mineralógicas e composicionais dos clínqueres também influenciam o desempenho mecânico dos cimentos aditivados. As influencias do clínquer são entretanto menos expressivas que aquelas decorrentes das alterações na constituição, reatividade e teor da adição pozolânica. Idealmente, o clínquer empregado na produção de cimentos com pozolanas deve exibir um elevado teor de alita (65-70%), ser constituído de cristais pequenos e reativos (dimensão média próxima de 30µm) e, adicionalmente, mostrar uma relação C3A/C4AF superior a 1. / The proper use of good quality pozzolans assures the production of special cements of lower manufacturing costs and higher durability than the corresponding cement without possolan. In addition, the use of pozzolans allows significant productivity gain and also increases the useful life of equipments and limestone deposits. However, the different characteristics and performance of pozzolans raise difficulties for the adequate selection and qualification of the available materials. In view of the inaccuracy of the tradicional \"pozzolanic activity\" determination methods, an alternative methodology is proposed, whereby the pozzolans are investigated under different contents of calcium hydroxide. The proposed methodology outlines a better prediction of the pozzolan quality and performance and permits, at the same time, the knowledge of the correct proportion of calcium hydroxide combined by the pozzolan, after a given reaction period. Regarding the mechanical strength evolution, it has been found cements added with clay pozzolans have a variable performance, wich is influenced by the pozzolan characteristics, the admixture content and curing time. Cements with the best strength evolution were obtained from reactive pozzolans, which usually develop reaction products of a high binding capacity. Burned clays which have a high content of quartz (&gt;30%) and require a greater quantity of water showed a poorer performance. On the other hand, it is realized that cements with pozzolanic admixtures do not show a linear increase of the strength with the hydroxide combining capacity of the employed pozzolan. Clay pozzolans with great Ca(OH)2 combining capacity are particularly suitable to situations where pastes with a minimum basicity are required. However, when such pozzolans are added in large quantities (over 40%), the remaining clinker does not produce enough hydroxide for the complete reaction of the pozzolan, in which case the mechanical strength of the cements undergoes a substancial reduction. Although in general not used by the cement industry, clays which originally show a certain amount of associated carbonates can produce pozzolans of excellent performance. The burning required for the activation of clay minerals (700 - 800ºC) causes a partial decomposition of the carbonates and a simultaneous generation of hydraulically active phases (\"protoclinker\"). As a consequence, a pozzolan of higher reactivity is obtained which allows the manufacturing of cements of better strength evolution at earlier ages. The smaller requirement of Ca (OH)2, in view of its more basic nature, allows the addition of high percentages (up to 50-60%) of such pozzolans, without exhausting the hydroxide released by the clinker. Even with such contents, the strength after 28 days reaction can exceed the limit of 32 MPa dictated by brasilian standards. The mineralogical and compositional characteristics of the clinker also affect the mechanical performance of the blended cements. The effects of clinker alternations are however less expressive than those derived from changes in composition, reactivity and content of pozzolanic admixture. Ideally, the clinker used for the production of pozzolan blended cements should exhibit a high content of alite (65-70%), should consist of small and reactive crystals (with average dimensions of approximately 30µm) and should also show a C3A/C4AF ratio greater than 1.

O presente trabalho apresenta os resultados de estudos mineralógicos de seis clinqueres de cimento Portland produzidos comercialmente por indústrias nacionais, com matérias primas domésticas. Esses seis exemplos representam, em verdade, uma seleção de numerosos produtos analisados, por se prestarem melhor às diagnoses dos tipos, condições de preparação e cuidados no controle de matéria prima, bem como dos processos de clinquerização de resfriamento. A parte fundamental deste estudo é desenvolvida por microscopia óptica. Para esse fim são descritas, minuciosamente, as técnicas de amostragem e de preparação das amostras (seções polidas), assim como o uso de reagentes seletivos (\"spot test\") para identificação das fases presentes: Alita - silicato tricálcico (3CaO.Si\'O IND.2\'); Belita - silicato bicálcico (2CaO.Si\'O IND.2\'); Celita - fase intersticial, que pode ser diferenciada em aluminato tricálcico (3CaO.\'Al IND.2\'\'O IND.3\') e ferroaluminato tetracálcico (4CaO.\'Al IND.2\'\'O IND.3\'.\'Fe IND.2\'\'O IND.3\'); componentes secundários - Cal livre (CaO), Periclásio (MgO), fase métalica - metal e seus óxidos e sulfetos. O presente estudo é corroborado por análises químicas, que constituem base para a determinação da composição \"mineralógica\" normativa através dos cálculos propostos por Bogue. Baseados nos conceitos termodinâmicos de equilíbrio entre as fases presentes nos clínqueres, aliados a conceitos mineralógicos-cristalográficos (difusão iônica, reações de estado sólido, soluções sólidas, crescimento cristalino, etc) e a critérios petrográficos (estrutura e textura), o estudo microscópico fornece informações sobre: composição granulometria e homogeneidade da matéria prima (calcáreo e argila); temperatura e tempo de clinquerização; e velocidade de resfriamento do clinquer. É feita uma comparação entre a análise modal obtida por microscopia e a análise normativa calculada a partir das análises químicas, evidenciando as vantagens diagnósticas do método microscópico para definir a composição do clinquer. Conclue-se que: 1. As análises químicas são imprescindíveis no controle rotineiro da matéria prima, permitindo correções imediatas na sua composição. Elas definem ainda, supondo-se um processamento industrial adequado, os módulos de hidraulicidade, de sílica e de fundentes do clinquer. 2. A microscopia, através do estudo das relações paragenéticas e texturais do estabelecimento de uma composição modal, constitui um excelente método de semi-rotina para o controle da fabricação industrial do clinquer, fornecendo, implicitamente, recomendações para melhorar a sua qualidade. / Not available.

O uso adequado de pozolanas de boa qualidade possibilita a produção de cimentos especiais, de menor custo de fabricação e de maior durabilidade que os correspondentes sem adição. O emprego de pozolanas proporciona, adicionalmente, ganhos significativos em termos de produtividade e uma extensão da vida útil dos equipamentos de produção e do próprio jazimento calcário. A diversidade de características e desempenhos das pozolanas dificulta sobremaneira a seleção e qualificação dos diversos materiais disponíveis. Face às limitações dos métodos tradicionais de determinação da \"atividade pozolânica\", propõe-se uma metodologia alternativa, na qual as pozolanas são investigadas sob diferentes conteúdos de Ca(OH)2. A metodologia proposta proporciona uma melhor definição da qualidade e desempenho da pozolana e, paralelamente, o conhecimento da exata proporção de hidróxido de cálcio que a mesma fixa após um determinado período de reação. No que se refere à evolução da resistência mecânica, verifica-se que o desempenho dos cimentos aditivados com pozolanas de argila é variável e grandemente dependente das características da pozolana, do teor de adição e do tempo de cura considerado. Os cimentos de melhor evolução de resistência foram obtidos com as pozolanas mais reativas (de rápida reação) e que desenvolvem produtos de reação de grande capacidade cimentícia. As argilas calcinadas que apresentam elevados teores de quartzo (&gt;30%) e demandam maior quantidade de água são de desempenho inferior. Constata-se, por outro lado, que a resistência dos cimentos aditivados não cresce linearmente com a capacidade de fixação de hidróxido da pozolana. As pozolanas de argila de grande capacidade de fixação de Ca(OH)2 são particularmente adequadas para aquelas situações onde se requer pastas com a menor basicidade possível. Quando adicionadas em elevadas proporções (acima de 40%), todavia, a parcela de clínquer do cimento não produz hidróxido suficiente para a completa reação dessas pozolanas, verificando-se, nestes casos, uma sensível redução nos valores de resistência mecânica dos cimentos. Embora em geral não utilizadas pela indústria cimenteira, as argilas que originalmente exibem uma certa quantidade de carbonatos associados podem proporcionar pozolanas de excelente desempenho. A queima necessária à ativação dos argilominerais (700-800º) promove uma descarbonatação parcial dos carbonatos e a geração simultânea de fases hidraulicamente ativas (\"proto-clínquer\"). Obtém-se, como consequência, uma pozolana de maior reatividade e que proporciona cimentos de melhor evolução de resitência nas idades iniciais. O menor requerimento de Ca(OH)2 das mesmas, face ao caráter pouco mais básico, permite que sejam adicionadas em elevadas proporções (até 50-60%), sem que se esgote o hidróxido liberado pelo clínquer. Mesmo nessas proporções, a resistência pode superar o limite de 32 MPa imposto por norma. As características mineralógicas e composicionais dos clínqueres também influenciam o desempenho mecânico dos cimentos aditivados. As influencias do clínquer são entretanto menos expressivas que aquelas decorrentes das alterações na constituição, reatividade e teor da adição pozolânica. Idealmente, o clínquer empregado na produção de cimentos com pozolanas deve exibir um elevado teor de alita (65-70%), ser constituído de cristais pequenos e reativos (dimensão média próxima de 30µm) e, adicionalmente, mostrar uma relação C3A/C4AF superior a 1. / The proper use of good quality pozzolans assures the production of special cements of lower manufacturing costs and higher durability than the corresponding cement without possolan. In addition, the use of pozzolans allows significant productivity gain and also increases the useful life of equipments and limestone deposits. However, the different characteristics and performance of pozzolans raise difficulties for the adequate selection and qualification of the available materials. In view of the inaccuracy of the tradicional \"pozzolanic activity\" determination methods, an alternative methodology is proposed, whereby the pozzolans are investigated under different contents of calcium hydroxide. The proposed methodology outlines a better prediction of the pozzolan quality and performance and permits, at the same time, the knowledge of the correct proportion of calcium hydroxide combined by the pozzolan, after a given reaction period. Regarding the mechanical strength evolution, it has been found cements added with clay pozzolans have a variable performance, wich is influenced by the pozzolan characteristics, the admixture content and curing time. Cements with the best strength evolution were obtained from reactive pozzolans, which usually develop reaction products of a high binding capacity. Burned clays which have a high content of quartz (&gt;30%) and require a greater quantity of water showed a poorer performance. On the other hand, it is realized that cements with pozzolanic admixtures do not show a linear increase of the strength with the hydroxide combining capacity of the employed pozzolan. Clay pozzolans with great Ca(OH)2 combining capacity are particularly suitable to situations where pastes with a minimum basicity are required. However, when such pozzolans are added in large quantities (over 40%), the remaining clinker does not produce enough hydroxide for the complete reaction of the pozzolan, in which case the mechanical strength of the cements undergoes a substancial reduction. Although in general not used by the cement industry, clays which originally show a certain amount of associated carbonates can produce pozzolans of excellent performance. The burning required for the activation of clay minerals (700 - 800ºC) causes a partial decomposition of the carbonates and a simultaneous generation of hydraulically active phases (\"protoclinker\"). As a consequence, a pozzolan of higher reactivity is obtained which allows the manufacturing of cements of better strength evolution at earlier ages. The smaller requirement of Ca (OH)2, in view of its more basic nature, allows the addition of high percentages (up to 50-60%) of such pozzolans, without exhausting the hydroxide released by the clinker. Even with such contents, the strength after 28 days reaction can exceed the limit of 32 MPa dictated by brasilian standards. The mineralogical and compositional characteristics of the clinker also affect the mechanical performance of the blended cements. The effects of clinker alternations are however less expressive than those derived from changes in composition, reactivity and content of pozzolanic admixture. Ideally, the clinker used for the production of pozzolan blended cements should exhibit a high content of alite (65-70%), should consist of small and reactive crystals (with average dimensions of approximately 30µm) and should also show a C3A/C4AF ratio greater than 1.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278418.pdf: 2461874 bytes, checksum: 7ff9d4491499458709409883bd9be560 (MD5) / A retração autógena é um problema que atinge materiais de baixa relação a/c e alto teor de finos, como os concretos de alto desempenho. Quando o material está restringido, a retração autógena pode gerar tensões que levem à fissuração e comprometimento estético, funcional, estrutural e da durabilidade da estrutura. Por este motivo, muito tem sido estudado em todo o mundo no que tange às causas, consequências e meios de combate da retração autógena. O combate à retração autógena pelo uso da cura interna com água incorporada vem sendo estudado há algum tempo com a utilização de agregados leves, mas recentemente uma nova abordagem inseriu nova tecnologia nesta ciência: o uso de polímeros superabsorventes como agentes incorporadores da água destinada à cura interna. Informações essenciais sobre a influência da cura interna com polímeros superabsorventes nas propriedades do estado fresco e endurecido foram até então pouco divulgadas. Seriam as demais características de um material de baixa relação água/cimento sacrificadas pelo combate à retração? Até que ponto seria válido utilizar-se desta nova tecnologia para salvaguardar-se da retração autógena? Teor e método de adição do polímero influem nos resultados finais? Através de resultados obtidos em ensaios de fluidez, massa específica, retração autógena, evolução da temperatura e UR interna, resistência à compressão e módulo de elasticidade de pastas de cimento, este estudo demonstra que, mesmo afetando o comportamento do material no estado fresco e endurecido, o uso dos polímeros superabsorventes pode ser benéfico. Estes benefícios, no entanto, não se restringem à redução da retração autógena. Aumento de resistência à compressão, de módulo de elasticidade, e mesmo diminuição da massa específica de pastas de cimento são apenas alguns dos efeitos a citar. Ao final deste trabalho foram identificadas quatro misturas (diferindo entre si quanto ao teor e modo de adição do polímero) que combateram em pelo menos 80% a retração autógena aos 28 dias. / Autogenous shrinkage is a problem normally happening to materials with low w/c ratios and high fines contents, such as high performance concretes. When the material is restrained, the autogenous shrinkage can lead to tensile stresses which can cause creeping of the material, committing it structurally, aesthetically and functionally. Thus, a lot has been studied worldwide on what it concerns about the causes, consequences and techniques of mitigation of autogenous shrinkage. The mitigation of the autogenous shrinkage by the use of internal curing has been studied since a certain time with low weight aggregates, but recently a new approach inserted a new technology in this science: the use of superabsorbent polymers as water entrainment agents. Essential information, on the effect of internal curing with super absorbent polymers over the fresh and hardening material#s properties, have been barely published so far. Would the other qualities of a low water/cement material be scarified for the autogenous mitigation? How far would it be worth it the usage of this new technology to keep far the autogenous shrinkage? Would the polymer#s amount and its addition method have influence on the final results? By means of experimental results on flowability, specific mass, autogenous shrinkage, temperature and internal RH evolution, compressive strength and elasticity modulus of cement pastes, this study demonstrates that, even affecting the materials behavior in fresh and hardened state, the internal curing with superabsorbent polymers can be benefic. At the end of this work four mixtures (differing from each other in polymer#s amount and mixture method) were identified as mitigating the autogenous shrinkage in at least 80% at 28 days.

O concreto normalmente oferece um alto grau de proteção contra a corrosão ao aço, devido à formação de uma fina película protetora na sua superfície, causada pela alta alcalinidade do concreto. Entretanto, essa película pode ser rompida tanto pela diminuição do pH da solução dos poros do concreto (por carbonatação, por exemplo) ou pela penetração de íons agressivos (como cloretos, por exemplo) até a superfície do aço. O presente trabalho tem por objetivo comparar o desempenho de concretos feitos com diferentes tipos de cimento Portland normalizados no Brasil frente à ação de íons cloreto provenientes de fontes externas. O programa experimental foi realizado com cinco diferentes tipos de cimento (CPII-E, CPII-F, CPIV, CPV ARI e CPV ARI-RS), com e sem adições, e cinco relações água/aglomerante (0,30; 0,35; 0,45; 0,60 e 0,80) em ensaios acelerados de despassivação por cloretos, por meio de ciclos de imersão e secagem dos corpos-de-prova em solução contendo 3,5% de cloreto de sódio. O método de Potencial de Eletrodo foi utilizado para monitorar a corrosão ao longo do tempo. Paralelamente foram realizados ensaios de resistência à compressão do concreto aos 28 dias, de perda de massa da armadura e de teor de cloretos livres no cobrimento da armadura. Os resultados obtidos mostraram que a escolha do tipo de cimento tem influência tanto na resistência à compressão simples quanto na resistência à corrosão das armaduras, verificada através dos ensaios de potencial de eletrodo, de perda de massa gravimétrica da armadura e de teor de cloretos livres. No entanto não houve um tipo de cimento que apresentasse os melhores resultados para todos os tipos de ensaio. / Concrete usually provides a high level of protection against steel corrosion, due to the formation of a fine protecting film on its surface, caused by concrete alkalinity. However, this film can be torn both as a result of the decrease in the pH of the solution of the concrete pores (by carbonation, for example) or as a result of the penetration of aggressive ions (such as chlorides, for example) up to the surface of the steel. The present work has the objective of comparing the performance of concrete made with different kinds of Portland cement regulated in Brazil before the action of chloride ions derived from external sources. The experimental program was performed with five different types of cement (CPII-E, CPII-F, CPIV, CPV ARI and CPV ARI-RS), with and without additions, and five water/agglomerative relations (0.30; 0.35; 0.45; 0.60 and 0.80) in acceleration assays of inactivation by chlorides, by means of immersion cycles and drying of proof bodies in a solution contained 3.5% of sodium chloride. The method of Electrode Potential was used to monitor corrosion over time. Concomitantly, resistance tests were performed as to the compression of the concrete at 28 days, from the loss of mass of the armature and content of free chlorides in the armature coating. The results obtained showed that the selection of the kind of cement has an impact both on the simple compression resistance and on the resistance to armature corrosion, verified through tests of electrode potential, of armature gravimetric mass loss and free chloride content. However, there was not a kind of cement presenting the best results for all types of assay.

LIMA, J. D. F. Desenvolvimento de um cimento endodôntico tendo como referência o agregado trióxido mineral. 2013. 68 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-23T18:25:11Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jdflima.pdf: 2030892 bytes, checksum: b449c00a4b0f6bb481c5915059215466 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-24T17:12:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jdflima.pdf: 2030892 bytes, checksum: b449c00a4b0f6bb481c5915059215466 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-24T17:12:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jdflima.pdf: 2030892 bytes, checksum: b449c00a4b0f6bb481c5915059215466 (MD5) Previous issue date: 2013-07-19 / n the 90s, a team from Loma Linda University (California - USA) has developed a new endodontic sealer called mineral trioxide aggregate (MTA acronym in English), which has become an alternative to other materials used in retrofillings such as : Super-EBA, cement, zinc oxide eugenol, MRI, gutta percha and silver amalgam. Later work showed that the MTA had similar composition to ordinary Portland cement plus a radiopacifier. This research project proposes a study of the influence of the addition of inorganic compounds on the properties of the Portland cement in order to allow its use as an endodontic sealer, similar to mineral trioxide aggregate (MTA). First, Portland cement type II-Z-CP 32 and two commercial sealers based on MTA were characterized by X-ray diffraction spectroscopy and X-ray fluorescence. The results showed that the samples have similar composition except for the presence of bismuth in commercial materials. Bismuth, according to the literature, is the radiopacifier agent present in MTA-based sealers. Subsequently two additives were selected for further studies, these are the bismuth carbonate (Bi2(CO3)3) and bismuth oxide (Bi2O3). The properties investigated were: radiopacity, setting time and handle cement, changes in pH, solubility, diametrical compression and dimensional changes. The radiopacity, solubility, dimensional changes and setting time of the cement were determined in accordance with methods prescribed by ISO 6876:2001. Radiopacity tests were fundamental to the selection of materials to be studied in the later stages. For these tests, samples were prepared consisting of a mixture of Portland cement with the radiopacifiers in three different proportions (15%, 20%, 25%), based on the literature. Samples with 20% radiopacifier material were selected for further work. Comparing the results obtained in this study with literature data, it appears that Portland cement plus radiopacifier has similar properties to those of commercial sealers based MTA. This suggests the feasibility of its use as a less costly alternative compared to other materials commercialized. / Na década de 90, uma equipe da Universidade de Loma Linda (Califórnia – EUA) desenvolveu um novo cimento endodôntico denominado de agregado de trióxido mineral (MTA na sigla em inglês), que se tornou uma alternativa a outros materiais empregados em retrobturações. Posteriormente, trabalhos mostraram que o MTA apresentava composição semelhante ao cimento Portland comum acrescido de um radiopacificador. Este projeto propõe um estudo sobre a influência da adição de compostos inorgânicos radiopacificadores sobre as propriedades do cimento Portland, a fim de viabilizar sua utilização como um cimento endodôntico, semelhante ao MTA. Primeiramente, cimento Portland do tipo CP II-Z 32 e dois cimentos endodônticos comerciais a base de MTA foram caracterizados por difração de raios X e a espectroscopia por fluorescência de raios X. Os resultados mostraram que as amostras possuem composições semelhantes, excetuando-se pela presença de bismuto nos materiais comerciais. O bismuto, segundo a literatura, é o agente radiopacificador presente no cimento endodôntico a base de MTA. Posteriormente dois aditivos foram selecionados para a continuidade dos estudados, são esses o carbonato de bismuto (Bi2(CO3)3) e o óxido de bismuto (Bi2O3). As propriedades investigadas foram: radiopacidade, tempo de cura ou pega do cimento, solubilidade, compressão diametral e alteração dimensional. A radiopacidade, a solubilidade, a alteração dimensional e o tempo de presa do cimento foram determinados de acordo com métodos prescritos pela ISO 6878:2001. Os ensaios de radiopacidade foram fundamentais para a seleção dos materiais a serem estudados nas etapas posteriores. Para esses ensaios foram preparadas, com base na literatura, amostras compostas por uma mistura de radiopacificador com cimento Portland em três diferentes proporções (15%, 20%, 25%). As amostras com 20% de material radiopacificador foram selecionadas para o prosseguimento do trabalho. Comparando os resultados obtidos nesta pesquisa com os dados da literatura, verifica-se que o cimento Portland acrescido de radiopacificador possui propriedades semelhantes às dos cimentos endodônticos comerciais à base de MTA. Isso sugere a viabilidade de sua utilização como uma alternativa menos onerosa em comparação aos outros materiais comercializados.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2015-01-28T19:44:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudoEfeitoIncorporação.pdf: 6541295 bytes, checksum: e6ab2890e00446dcc1b75b156f8f8aa4 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-28T19:49:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudoEfeitoIncorporação.pdf: 6541295 bytes, checksum: e6ab2890e00446dcc1b75b156f8f8aa4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-28T19:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudoEfeitoIncorporação.pdf: 6541295 bytes, checksum: e6ab2890e00446dcc1b75b156f8f8aa4 (MD5) Previous issue date: 2013 / O presente trabalho caracterizou a cinza de cavaco de eucalipto (CCE) e avaliou a sua utilização como material cimentício suplementar. As cinzas foram utilizadas em substituição parcial do cimento (5, 10 e 15%), in natura e beneficiadas através da moagem e da requeima. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de análise granulométrica, apresentando tamanho médio dos grãos 14,89m para a CCE moída e 71,29m para a CCE requeimada. Foram realizadas micrografias por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise química qualitativa (semi-quantitativa) por espectrometria de raios-X dispersivo em energia (EDS). Os resultados da EDS sugerem que a CCE possui grande quantidade dos elementos químicos Cálcio e Ferro. A espectrometria de fluorescência de raios-X (EDX) detectou que a CCE apresenta a seguinte composição química (%): SiO2(6,38), Al2O3(22,60), CaO(27,40), MnO(0,41), MgO(6,15), TiO2(2,41), P2O5(2,752), Na2O(0,28), K2O(4,29) e Fe2O3(10,9). A difração de raios-X realizada para análise química qualitativa detectou diversas fases como óxido de silício (SiO2) na sua fase cristalina (Quartzo), óxido de cálcio (CaO). O potencial pozolânico da CCE foi avaliado por vários métodos. Com os resultados obtidos pelos os métodos Luxan, Chapelle modificado e índice de atividade pozolânica com cal, é possível afirmar que a CCE não se classifica como pozolana. Os resultados obtidos pelo método índice de atividade pozolânica com cimento indicam que a CCE é pozolana. Na avaliação da eficiência da CCE como material inibidor da reação álcali–agregado (RAA), a CCE requeimada inibiu a expansão. Os resultados obtidos para as propriedades mecânicas foram equivalentes ou próximos ao compósito sem substituição. Com os resultados apresentados no presente trabalho, conclui-se que o uso da CCE como material cimentício suplementar é uma alternativa viável para eliminar um passivo ambiental das empresas geradoras deste tipo de resíduo. ________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This study characterized the ash eucalyptus chip (ECA) and has evaluated its use as a supplementary cement material. The ashes were used in partial replacement of cement (5, 10 and 15%), in natura and processed by milling and reburning. The samples were characterized by the technique of laser granulometry, with grain size of 14.89m for ECA milled and 71.29m for ECA of reburning. Micrographs were performed by scanning electron microscopy (SEM), and analysis of chemical composition by dispersive energy spectroscopy (EDS), the result suggests that the ECA has large amount of elements Calcium and Iron. The fluorescence spectrometry (EDX), X-rays detected that following the ECA has the chemical composition (%):SiO2(6.38), Al2O3(22.60), MnO(0.41), CaO(27.40), MgO(6.15), TiO2(2.41), P2O5(2.752), Na2O(0.28), K2O(4.29) e Fe2O3(10.9). The technical X-ray diffraction detected various phases that show evidence of silica (SiO2) phase in its crystalline (quartz) and high contents of calcium oxide. The pozzolanic ECA potential was assessed by several methods. With the results obtained by the Luxan, Chapelle modified and pozzolanic activity index with lime, one can say that ECA does not rank as pozzolan. The results obtained from the pozzolanic activity index with cement indicate that ECA is pozzolan. In assessing the efficiency of ECA as an inhibitor material alkali-aggregate reaction (AAR), ECA of reburning inhibited the expansion. The results obtained for the mechanical properties equivalent or near composite without replacement. With the results presented in this study, it is concluded that the use of ECA as a supplementary cementitious material is a viable alternative to eliminate environmental liabilities of the generators of this type of waste.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-08T03:10:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336282.pdf: 2177110 bytes, checksum: c6abf1d9c59b495cbef472ef1d560ca4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Desde a sua descoberta, os nanomateriais vêm despertando interesse no desenvolvimento tecnológico de várias áreas. As características peculiares do nanobastões de SiC os tornam materiais promissores para reforço de matrizes. A utilização dos nanobastões de SiC como reforço em matriz de cimento Portland ainda não é tão desenvolvido no meio acadêmico. Neste trabalho, confeccionou-se pastas de cimento Portland com diferentes percentuais de nanobastões de SiC em relação a massa de cimento, 0,25%, 0,50%, 1,00% e 1,50% e mais a pasta referencial, constituída apenas de água e cimento. Para garantir a mesma fluidez das pastas, utilizou-se superplastificante à base de policarboxilato de sódio e para dispersar os nanobastões de SiC foi utilizado o processo de sonicação. Por fim, realizou-se os ensaios de calorimetria, módulo de elasticidade, resistência à compressão, à flexão e o ensaio de índice de vazios das pastas. A calorimetria mostrou que os nanobastões de SiC são materiais que provavelmente promovem pontos de nucleação heterogênea, mas esse fato não pôde ser avaliado pois a hidratação das pastas sofreu influência do aditivo. Os resultados demonstraram que as pastas com adição de nanobastões não tinham diferença significativa no módulo de elasticidade, quando comparadas com a pasta referencial, tanto na idade de 7 quanto na de 28 dias. Na resistência à flexão para a idade de 7 dias obteve-se um aumento de 103% e aos 28 dias verificou-se um acréscimo de 33%. Já na resistência à compressão dos corpos cilíndricos ocorreram ganhos de até 32% aos 7 dias e 24% aos 28 dias. Na resistência à compressão dos corpos prismáticos esses ganhos ficaram em 16% na idade de 7 dias e 13% na de 28 dias. As pastas com adição de nanobastões apresentaram percentuais menores no ensaio de índice de vazios, em relação a referencial. Devido ao tamanho e à forma, os nanobastões de SiC comportam-se como pontes de transferência de tensões durante a aplicação de carga nos ensaios mecânicos, otimizando então os resultados dos mesmos, por isso podem ser uma boa alternativa para reforço de matrizes de cimento Portland.<br> / Abstract : Since its discovery, nanomaterials have attracted interest in technological development in various areas. The peculiar characteristics of SiC nanowhiskers make them promising materials for reinforcing matrices. The use of SiC nanowhiskers as reinforcement in Portland cement matrix is not yet as developed in academia. In this paper, it was prepared Portland cement pastes with different percentages of SiC nanowhiskers for cement weight, 0,25%, 0,50%, 1,00% and 1,50% and the reference cement paste, constituted only water and cement. To ensure the same flow of pastes, it was used a sodium polycarboxylate additive and to disperse SiC nanowhiskers, it was used sonication process.Calorimetry, elastic modulus, compressive strength, flexural strength, and void index were measured. Calorimetry showed that the SiC nanowhiskers seems to promote heterogeneous nucleation, but this fact could not be evaluated because the cement hydration suffered the influence of additive. Results showed that nanowhiskers had no significant effect on elastic modulus compared with the reference paste, both at the age of 7 as 28 days. Flexural strength, increased 103% and 33% at 7 and 28 days old pastes respectively. The cylindrical compressive strength gains was 32% at 7 days and 24% at 28 days. For the prismatic compressive strength these gains were 16% at the age of 7 days and 13% in 28 days. Pastes with added SiC nanowhiskers showed lower percentage in void index. Due to the size and shape, the SiC nanowhiskers can act as stress transfer bridges during loading, in mechanical tests, so it may be a good alternative for strengthening Portland cement products.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337465.pdf: 4728966 bytes, checksum: 5cdde97b94a2fdd3ebeaf9c0074133e0 (MD5) Previous issue date: 2015 / Uma das principais dificuldades geradas na produção de argamassas autonivelantes para pisos está relacionada com o empenamento dos cantos (curling), ocasionado pela retração. A utilização de adições minerais é um tema que vem sendo explorado na área de materiais de construção civil com a finalidade de melhorar as propriedades das argamassas autonivelantes. Dessa forma, foi analisada a influência da adição de finos de RCD e CZP nas propriedades das argamassas autonivelantes, principalmente relacionadas com a retração. Parte do cimento Portland foi substituído pelos finos (FC, RCD e CZP) em teores de 10, 15 e 20%. A dosagem foi realizada em função do espalhamento e da consistência necessárias em argamassa autonivelantes no estado fresco. Em seguida, foram realizados os ensaios de resistência mecânica, absorção de água por capilaridade, resistência de aderência à tração e por fim variação (retração linear) e estabilidade (curling) dimensional. Os resultaram demonstram que a adição de finos de CZP nas misturas apresentou eficiência para reduzir a retração por secagem em argamassas autonivelantes. A mistura ternária (CP, FC e CZP) demonstrou os menores valores de empenamento dos cantos (curling). As amostras quaternárias de aglomerantes (CP, FC, RCD e CZP) apresentaram resultados mais eficientes, quando comparada com a referência (CP e FC). Com isso, conclui-se que os materiais testados apresentaram um potencial promissor para realização de pesquisas futuras e de aplicação na construção civil.<br> / Abstract : One of the major difficulties involved with the production of self-leveling mortar flooring is related with the feathering of edges (curling), caused by shrinkage. The use of mineral additions is a theme that has been explored in the area of construction materials in order to improve the properties of self-leveling mortars. For this mean, an analysis over the influence of fine additions CZP and RCD on the properties of self-leveling mortars, mainly related to the durability was realized. Part of the Portland cement was replaced by fines (FC, RCD and CZP) in amounts of 10, 15 and 20%. Measurements were realized according to the required properties of self-leveling mortar in the fresh state. Then, the mechanical strength, capillary water absorption, tensile adhesion strength and finally range (linear shrinkage) and stability (curling) dimension tests were performed. The results revealed that the addition of fine CZP in the mixtures was effective to reduce drying shrinkage of self-leveling mortars. The ternary mixture (CP, FC and CZP) demonstrated the lowest values to warping of corners (curling). The quaternary mixtures of binders (CP, CF, RCD and CZP) showed more efficient results compared with the reference (CP e FC). Therefore, one can conclude that the materials tested at the present study exhibit a promising potential for future research and for building constructions.