Materiais cimentícios são conhecidos pelo Homem desde a remota antigüidade. Os romanos utilizavam um cimento primitivo, considerado o precursor do cimento atual, constituído por uma mistura de cal e cinza vulcânica. O cimento Portland, patenteado em 1824 pelo inglês J. Aspdin, é obtido a partir do clínquer, produto da reação, sob alta temperatura, de uma mistura finamente moída de calcário e argila. As proporções dos componentes são definidas pelos parâmentros químicos Fator de Saturação de Cal, Módulo de Alumina e Módulo de Sílica, relacionados às quantidades de CaO, Si\'O IND.2\', \'Al IND.2\'\'O IND.3\' e \'Fe IND.2\'\'O IND 3\'. O clínquer, moído com aditivos como gesso, escória e pozolanas, resulta no cimento Portland. A Unidade 1 da Fábrica de Cimento Votoran opera desde 1936 em Santa Helena, município de Votorantim. O metacalcário utilizado tem elevada pureza; porém, a argila local, um filito sericítico intemperizado, pobre em \'Al IND.2\'\'O IND.3\' e \'Fe IND.2\'\'O IND.3\', demanda a adição de bauxita e minério de ferro como corretivos, elevando o custo de produção. No estudo desenvolvido, realizou-se a prospecção de argila alternativa que permitisse a minimização ou a eliminação dos corretivos, além de obedecer a outros condicionantes: o material deveria ser inconsolidado; a distância da fábrica deveria ser a menor possível; a área da jazida deveria estar livre de títulos minerários de terceiros; deveriam ser evitadas áreas com possibilidades de conflitos da mineração com outros usos do solo; o volume de material deveria garantir um mínimo de 25 anos de vida útil e, finalmente, a lavra não deveria interferir em áreas de proteção ambiental. Quatro prospectos foram selecionados, reconhecidos e/ou amostrados em superfície e por sondagem a trado. Um depósito laterítico promissor, Alvo 1 - Fazenda Ventania, foi mais detalhadamente sondado, para caracterização do material e uma avaliação preliminar do seu volume, tendo sido objeto de lavra experimental em seguida. Paralelamente, estudou-se também a possibilidade de otimizar a lavra do metacalcário de alta pureza através da mistura com parte de suas encaixantes: metadolomitos, filitos carbonáticos e rochas cálcio-silicáticas. Simulações computacionais da composição da farinha mostraram que é possível a utilização dos materiais estudados. Testes de produção do clínquer em escala piloto segundo a melhor alternativa simulada foram realizados, e a avaliação dos resultados demonstrou o impacto técnico-econômico positivo do uso das matérias-primas consideradas. / Varied cementitious materials are known since remote times. A primitive cement made of a mix of lime and volcanic ash, considered the forerunner of the present cement, was used by the Romans. The Portland cement, patented by the English J. Aspdin in 1824, is made from the clinker, that results from the reaction between a finely ground mix of limestone and clay in high temperature. The proportion of the raw mix components are ruled by chemical parameters Lime Saturation Factor, Alumina Modulus and Silica Modulus, related to the quantities of CaO, \'SiO IND.2\', \'Al IND.2\'\'O IND.3\' and \'Fe IND.2\'\'O IND.3\'. The Portland cement is made by grinding of clinker with additives as gipsum, slag and pozolanic materials. The Unity 1 of the Fábrica de Cimento Votoran operates since 1936 in Santa Helena, in the neighborhood of Votorantim city. A highly pure metalimestone is used in the raw mix, but the clay, a weathered phyflite, is deficient in \'Al IND.2\'\'O IND.3\' and \'Fe IND.2\'\'O IND.3, demanding the addition of bauxite and iron ore as correctives, wich increases the production cost. The goal of this study was an exploration to find out an alternative clay aiming the minimization or the entire substitution of the correctives, besides other conditioning factors: the material should be unconsolidated; the distance from the factory should be as short as possible; the area should be free of third part\'s mining claims; the areas with possible conflicts with other land uses should be avoided; the volume of the material should guarantee a minimum of twenty five years of mining and, finally, the mining should not interfere with environmental protection areas. Four exploration areas were selected and sampled on surface and by auger drilling. A promising lateritic deposit, Target 1 - Fazenda Ventania, was sampled by further auger drilling for preliminary volume and quality evaluation. Then, an experimental mining was made. It was additionally studied the possibility of the mining optimization of the metalimestone by blending with part of its host rocks, metadolomites, carbonaceous phyllites and calcio-silicatic rocks. Computer simulations of the raw mix have shown that it is possible to use the studied materials. Clinker production tests were then performed and their results have demonstrated the positive technical and economical impact of the use of the studied raw materials.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:26:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9363_Defesa Corrigida Angélica.pdf: 1624118 bytes, checksum: 8c3568fa8468c36bcb93908be12c6b2f (MD5) Previous issue date: 2015-11-26 / Durante o tratamento ortodôntico, os bráquetes devem permanecer aderidos aos dentes e, quando necessário, removidos com facilidade sem promover danos à estrutura do esmalte. O material de colagem rotineiramente utilizado é a resina composta (RC). O cimento de ionômero de vidro híbrido (CIV) apresenta-se como uma boa opção às resinas compostas, por apresentar liberação de flúor, por sua adequada adesão ao esmalte e pela facilidade de remoção da superfície do dente. Entretanto, existe somente um CIV que apresenta indicação específica para esta função. Este estudo objetivou verificar o comportamento in vivo do CIV restaurador Vitro Fil LC® (DFL, Rio de Janeiro, Brasil), quando utilizado para colagem ortodôntica, comparado a dois materiais indicados para este fim: o CIV ortodôntico Fuji Ortho LC® (GC Corp., Toquio, Japão), e a RC Transbond XT® (3M Unitek, Monrovia, Califórnia, EUA). Quinze pacientes com idades entre 11 e 27 anos (média 16 + 4,5 anos), foram selecionados e, em cada um, 146 dentes foram colados com os dois CIVs, restaurador e ortodôntico, de forma intercalada no arco superior (73 dentes com cada CIV), e no arco inferior 146 dentes foram colados com RC. Os tratamentos foram acompanhados por um período mínimo de 365 dias (média de 521,31 ± 85,98 dias). Nesse período ocorreram 12 quebras de bráquetes (9 pré-molares, 1 canino e 2 incisivos) representando 4,1% da amostra. As quebras em pré-molares foram mais prevalentes nas colagens com CIV restaurador, não apresentando significância estatística nos tratamentos (p<0,05). O índice de remanescente de adesivo (IRA) foi avaliado nos dentes com bráquetes descolados e removidos com diferença significativa entre os CIVs restaurador e ortodôntico (IRA=3) e a RC (IRA=0 e 1). Após a remoção do material de colagem, lesões de mancha branca foram encontradas em dois dentes colados com RC e não foram encontradas em dentes colados com ambos os CIVs. Não houve diferença significativa no tempo de permanência das colagens entre os três materiais. O CIV restaurador permaneceu aderido aos dentes por tempo suficiente para um tratamento ortodôntico convencional. O CIV Vitro Fil LC®, como utilizado neste trabalho, pode ser indicado como mais um material a base de ionômero de vidro para a colagem de bráquetes.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6354_1.pdf: 4554988 bytes, checksum: 48dd1fbe9fabe1956a462a161bdbe9a0 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A utilização de solo-cimento é um processo de estabilização de solos há bastante tempo praticado no Brasil. No entanto o solo melhorado com cimento é pouco explorado na literatura técnica. Este estudo teve como objetivo apresentar as melhorias obtidas quando são misturados pequenos percentuais de cimento aos dois solos considerados nesta pesquisa: amostra 01 JJP, de solo laterítico, localizada em João Pessoa e amostra 02 JBN, de solo não laterítico, localizada em Recife. Os ensaios realizados foram: caracterização (peneiramento, sedimentação, limites de liquidez e plasticidade; ensaio de compactação Proctor Intermediário); ensaio pelo método Físico-Químico de dosagem para o solo-cimento; ensaio pela metodologia MCT (Miniatura Compactado Tropical); ensaio triaxial dinâmico; e o ensaio de resistência à compressão simples (RCS). Todos os ensaios foram realizados no Laboratório da COPPE/UFRJ, no período de outubro e novembro de 2003. Apresenta-se um comparativo entre os teores de cimento nos vários ensaios, ou seja, no método físico-químico, triaxial e compressão simples, mostrando que às vezes, não é necessário que se atinja o valor de 2,1 MPa de RCS para que se obtenha boa resposta da mistura de solo com cimento sob o ponto de vista de deformabilidade. Muitas vezes basta a adição de pequenos teores para que se adquira resposta adequada em termos de &#963; x &#949;. Apresenta-se, também, o processamento de diversas estruturas hipotéticas, com o Programa FEPAVE2, mostrando o super dimensionamento do método empírico do DNER, em alguns casos, principalmente com solos melhorados com cimento. O método tradicional do CBR considera um único coeficiente estrutural de 1,2 para as camadas de solo-cimento que atingirem a resistência à compressão de 2,1 MPa, independentemente do teor de cimento, não considerando a deformabilidade elástica, sendo bastante conservador. A utilização da mecânica dos pavimentos, como método de dimensionamento com utilização dos parâmetros obtidos de resultados de ensaios necessários à identificação das características dos materiais, torna-se fundamental quando se verifica a grande escassez de recursos existentes no nosso País. Uma rodovia é uma obra com vários quilômetros de extensão e a redução de poucos centímetros em uma camada de pavimento reduz consideravelmente o custo de uma obra

Submitted by MARIA LUISA DE ALENCAR E SILVA LEITE null (marialuisa_asl@hotmail.com) on 2017-03-17T12:03:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Maria Luisa (BIBLIOTECA 14.03.2017 - FINAL).pdf: 2625811 bytes, checksum: b80c111f48c8d556c975f527dd44ca85 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-03-21T19:05:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 leite_mlas_me_arafo.pdf: 2625811 bytes, checksum: b80c111f48c8d556c975f527dd44ca85 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T19:05:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leite_mlas_me_arafo.pdf: 2625811 bytes, checksum: b80c111f48c8d556c975f527dd44ca85 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo geral da presente pesquisa foi avaliar se o pré-tratamento da dentina com sinvastatina (SV) antes de aplicar o cimento de inômero de vidro (CIV) permitiria a difusão transdentinária desta droga em concentrações capazes de promover aumento da capacidade de células odontoblastóides em depositar e mineralizar matriz de dentina. No Estudo 1, foram determinadas concentrações de sinvastatina que fossem bioativas e citocompatíveis quando em contato com células odotoblastóides MDPC-23. Duas concentrações (0,01 e 0,1 μM) e três tempos de tratamento (24 h, 72 h e contínuo – até 14 dias) foram avaliados. No Estudo 2, diante da confirmação da hipótese da difusão transdentinária da SV por análise em cromatografia liquida em espectro de massa (LC-MS/MS), concentrações de 2,5 e 1,0 mg/mL foram selecionadas para avaliação do efeito bioativo transdentinário sobre células odontoblastóides MDPC-23 após pré-tratamento ou não da superfície dentinária com EDTA. Também nesse estudo foi avaliada a ação antimicrobiana (teste de disco-difusão) das concentrações de 2,5 e 1,0 mg/ml de SV sobre Streptococcus mutans e Lactobacillus acidophilus. No Estudo 3, a concentração que apresentou os melhores resultados no estudo anterior foi selecionada para avaliação do efeito bioativo transdentinário sobre células MDPC-23 associado ao protocolo de forramento cavitário com Ketac Molar (3M ESPE). Nos estudos que avaliaram o efeito bioativo da SV foram analisados os seguintes parâmetros celulares: viabilidade celular (MTT), atividade de ALP (timolftaleína monofosfato) e deposição de matriz mineralizada (alizarin red) (n = 6). A concentração de 2,5 mg/ml de SV também foi selecionada para avaliação da resistência de união ao microcisalhamento do CIV Ketac Molar à dentina, aplicando-a sobre a dentina pré-tratada ou não com EDTA. Os dados foram submetidos aos testes ANOVA e Tukey (p < 0,05). Os resultados do Estudo 1 demonstraram que baixas concentrações de SV em curto período de tratamento apresentaram efeito bioativo e citocompatível sobre células odontoblastóides MDPC-23. Em sequência, os estudos transdentinários demonstraram aumento na atividade de ALP e na deposição de matriz mineralizada quando a dentina foi tratada com SV; no entanto, apenas a SV 2,5 mg/mL, associada ou não ao EDTA, resultou em valores significativamente superiores ao controle negativo, para ambos os parâmetros testados. Desta forma, a concentração de 2,5 mg/mL de SV foi selecionada para realização dos experimentos subsequentes, onde foi possível observar que o forramento da dentina com CIV, realizado após tratamento do substrato com EDTA e SV apresentou a melhor resposta quanto a expressão dos marcadores fenotípicos testados. De modo complementar, observou-se ação antimicrobiana da SV nas concentrações testadas contra as linhagens avaliadas e que o pré-tramento da dentina com EDTA previamente a aplicação da SV resultou em valores de resistência de união significativamente superiores comparado ao tratamento isolado com SV. Assim, conclui-se que o tratamento da dentina com SV previamente ao forramento do substrato com CIV é capaz de aumentar a capacidade de células odontoblastóides em depositar matriz mineralizada rica em cálcio. / The aim of the present study was to determine whether the treatment of dentin with simvastatin (SV) before application of glass-ionomer cement (GIC), allows transdentinal diffusion of this drug at bioactive concentration capable of increasing the potential of odontoblast-like cells to deposit and mineralize dentin matrix. In the 1st study, the dose-response and time-course of SV were determined for the odontoblast-like MDPC-23 cells. Two concentrations (0.01 and 0.1 μM) of SV and three treatment times (24 h, 72 h and continuous – up to 14 days) were evaluated. In the 2nd study, the SV transdentinal diffusion hypothesis was confirmed by liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS / MS). Then, concentrations of 2.5 and 1.0 mg/ml were selected to evaluate the transdentinal bioactivity of this drug with MDPC-23 cells, when dentin was treated or not with EDTA. Also in this study the antimicrobial activity (disc diffusion assay) of 2.5 and 1.0 mg/ml SV against Streptococcus mutans and Lactobacillus acidophilus was evaluated. In the 3rd study, the 2.5 mg/mL SV was selected to analyze the bioactivity of dentin treatment with SV followed by lining with Ketac Molar (3M ESPE). In all the studies, the following cell parameters were analyzed: cell viability (MTT), ALP activity (thymolphthalein monophosphate) and mineralized matrix deposition (alizarin red) (n=6). The concentration of 2.5 mg/ml SV was selected to evaluate dentin microshear-bond strength of GIC Ketac Molar when applied on dentin conditioned or not with EDTA. Data were submitted to ANOVA and Tukey test’s (p<0.05). The results of the 1st study demonstrated that exposing MDPC-23 to low concentrations of SV during short periods of time resulted in a bioactive effect associated with no toxicity to cultured cells. In the transdentinal study, it was detected an increase on ALP activity and mineralized matrix deposition when dentin was treated with SV; however, only SV 2.5 mg/ml, associated or not to EDTA, resulted in values significantly higher than negative control for both cell parameters. Finally, it was observed that lining dentin with GIC associated with pre-treatment with EDTA and SV 2.5 mg/ml resulted in the best cell responses regarding the expression of odontoblastic phenotypic markers. In addition, SV featured antimicrobial activity at both tested concentrations against the bacterial strains evaluated. Finally, pre-treatment of dentin with EDTA + SV resulted in significantly higher bond strength values compared to SV treatment. Therefore, based upon the methodology employed in the present in vitro, it was possible to concluded that the treatment of dentin substrate with a specific concentration of simvastatin before application of glass-ionomer cement enhances the capability of odontoblast-like cells to deposit calcium-rich mineralized matrix / CNPq: 131183/2015-0 / FAPESP: 2015/15635-7

A alita é o componente mineralógico principal do clínquer portland, sendo responsável pelo desenvolvimento das resistências mecânicas do cimento, sobretudo no período entre 1 e 28 dias de cura. Dentre as sete formas polimórficas desse mineral, destaca-se a simetria romboédrica, como a de mais alta temperatura e a mais reativa, que não se forma em clínqueres convencionais. No entanto, o uso de algumas substâncias ditas mineralizantes pode estabilizar essa estrutura de cristal, com destaque para o par mineralizante F- e \'SO IND.3\'. Os benefícios que o processo de mineralização do clínquer portland com flúor e sulfato pode proporcionar a fabricantes e consumidores estão relacionados a fatores econômicos (consumo de combustível), estratégicos (vida útil das jazidas), ecológicos (redução de emissões, aproveitamento de resíduos industriais) e técnicos (melhor desempenho do produto), entre outros. A parte experimental desse trabalho foi desenvolvida em três etapas, sendo a primeira com a elaboração de clínqueres preparados em laboratório, a segunda através da avaliação de clínqueres industriais supostamente mineralizados e produzidos antes de 1999, e a terceira etapa, correspondente às análises em clínqueres industriais produzidos em 1999. Os resultados obtidos permitiram constatar que a simples adição de F- e \'SO IND.3\' no sistema não garante a geração de cristais romboédricos de alita e, consequentemente, a mineralização do clínquer. Verificou-se, ainda, que clínqueres mineralizados industrialmente apresentam desempenhos mecânicos muito superiores aos não mineralizados, podendo atingir resistências mecânicas à compressão a 1 dia de cura até 50% superiores. Os teores de F- e\'SO IND.3\' no clínquer variam em função de outros componentes químicos, em particular dos álcalis, girando, em torno de 2,0 a 2,5% para o \'SO IND.3\' e 0,20 e 0,30% para o F-. A identificação das técnicas analíticas mais adequadas para a caracterização da alita romboédrica foram pesquisadas, tendo-se selecionado a difratometria de raios X e a microssonda eletrônica como as de maior potencial. A microscopia óptica de luz refletida não permite definir, isoladamente, a estrutura cristalina da alita. Porém, sua utilização como técnica complementar é muito importante para a compreensão do processo ao qual o clínquer foi submetido. / Most abundant mineral componente of Portland clinker, alite is responsible for cement mechanical strength development, especially in the 1-to-28 day period of curing. Out of the seven alite polimorphs, the most reactive, hight-temperature rombohedra crystals do not form in conventional clinkers, but can be stabilized through the use of mineralizers, like the pair F and SO3. The beneficial effects the Portland clinker mineralizing process with fluoride and sulfate can bring to the manufacturer and customer are related to economical (fuel Consumption ), strategic (longer raw materials mine life), ecological (NOx emission reduction, valorization of industrial waste) and technical (higher performance of the product), among others. Experimental work was carried out in three parts. The first one, the elaboration of laboratory clinkers. The second, evaluation of industrial supposedly mineralized clinkers produced before 1999. Finally the third, analysis of industrial clinkers produced along the year 1999. The results allowed to verify that the mere addition of F and SO3 to the system do not guarantee the generation of rombohedral alite crystals and consequently the clinker mineralization.Industrial mineralized clinkers showed higher mechanical performance than those not mineralized, reaching up to 50% higher compressive strengths at 1-day curing. F and SO3 contents in clinker vary - as a function of other chemical components, especially alkalis- around 2 to 2.5% SO3 and 0.2 to 0.3 % F. The analytical techniques selected to characterize rombohedral alite were x-ray diffratometry and electron scanning microscopy.Reflected-light microscopy alone does not distinguish alite crystal structure, but is an important complementary tool to help to understand the clinker manufacture process.

O presente trabalho visou entender o comportamento da distribuição dos elementos menores em alguns fornos de cimento no Brasil, através de rastreamento de elementos menores nas matérias-primas, combustíveis, resíduos co-processados, emissões gasosas e clínquer portland. A importância deste estudo visa contribuir para um melhor entendimento do impacto no processo e na qualidade ambiental, decorrente do acréscimo de elementos menores, incluindo metais, no processo industrial de fabricação de clínquer portland com a utilização de co-processamento de resíduos. O clínquer portland é o produto resultante da sinterização da farinha a aproximadamente 1450°C. A sinterização é um processo onde ocorre uma série de reações químicas no estado sólido, na presença de uma fase líquida, dentro de um ambiente oxidante com parâmetros termodinâmicos controlados. O co-processamento é um termo usado para a incineração de resíduos industriais em fornos de cimento portland, permitindo a substituição de uma parte do combustível fóssil por resíduos com poder calorífico, tais como pneus, tintas, vernizes e solventes. A combustão destes materiais pode implicar no aumento do nível de elementos menores no sistema forno, sendo que alguns deles de grande preocupação ambiental, tais como os metais pesados de alta volatilidade como o chumbo e cádmio, por exemplo. A pesquisa foi realizada a partir de amostras de matéria primas, combustíveis, clínquer portland e resíduos coletados em 8 plantas de cimento, instaladas em 5 estados brasileiros, com foco na distribuição e concentração de elementos menores. Paralelamente foram estudadas as emissões de 4 plantas de cimento. Os estudos de balança de massa foram comprometidos por divergências e incertezas decorrentes do procedimento de amostragem, da complexidade do mecanismo de volatilização, precipitação e incorporação dos elementos e dispersão analítica. O grau de volatilização dos elementos menores e a natureza dos combustíveis e resíduos co-processados têm forte impacto no aporte de elementos menores na composição, desempenho e qualidade ambiental do clínquer. A diferente origem dos materiais carbonáticos utilizados não imprime características micro-químicas regionais e geológicas especiais. / The present study aims to understand the distribution of trace elements in some Brazilian portland clinker kilns, based on chemical analysis of raw materials, fuels, cofired wastes, gaseous emissions and clinkers. This study is a contribution to the understanding of the impact of the trace elements input in the production of portland clinker with co-firing of industrial wastes, with emphasis on the environmental control of industrial processes. Portland clinker results from the sinterization of the raw materials at aprox. 1450ºC. In this process, several solid state reactions take place in the presence of a liquid phase, in a highly oxidative environment under thermodinamically controlled conditions. The term \"co-firing\" refers to the incineration of industrial wastes in portland clinker kilns, a process in which fossil fuels are in part substituted by wastes with some calorific potential, such as tires, paints and thinners. Burning of such materials tends to enhance the levels of trace elements in the kiln system, while some of these elements are environmentally dangerous, such as the volatile heavy metals lead and cadmium. We analysed samples of raw materials, fuels, clinkers and wastes from 8 cement plants, in 5 Brasilian States, emphasizing trace elements concentrations. Additionally, 4 samples of gaseous emissions of cement plants have been analysed. The attempts to calculate a mass balance were hindered by uncertainties regarding sampling procedures, complexity of volatilization, precipitation and incorporation mechanisms, and analytical errors. The degree of volatilization of the elements, together with the composition of fuels and co-fired wastes strongly enhances the input of trace elements in the composition of the clinker, therefore affecting its environmental quality. The different types and sources of carbonates present in the raw meal do not affect the trace element composition of the clinker to such a large extent.

Estudo mineralógico do clínquer portland, bem como do material de partida para sua fabricação contribui significativamente para a melhora da qualidade do produto final e para a redução do consumo específico de combustivel na produção. Nesse trabalho foram analisadas doze amostras de clínquer e doze de farinha, provenientes de duas unidades produtoras de cimento, sob o ponto de vista da aptidão a clinquerização, sendo apresentadas algumas sugestões de alterações possíveis na dosagem e na finura das matérias-primas, visando a obtenção de um produto de melhor qualidade com os custos de produção otimizados. Foram utilizados métodos experimentais, baseados em dados microscópicos e de queimabilidade de farinhas em laboratório, para a previsão do comportamento das matérias-primas frente ao processo de fabricação e sua influência na qualidade do produto final. Métodos de previsão da resistência mecânica do cimento aos vinte e oito dias e do grau de cominuição do clínquer portland, fundamentados no conteúdo de silicatos e na dimensão dos cristais de alita, mostraram correlações muito boas com os valores determinados experimentalmente. Os resultados obtidos mostram a importância das técnicas fisico-quimicas, em particular da microscopia óptica, na previsão e acompanhamento da qualidade e consumo energético de produção do cimento Portland. / The mineralogical study of both Portland cement clinker and the raw material used for its rnanufacture contributes in a great extent to improve the quality of the final product and for reduce the specific energy consurnption during the process. In this work, twelve samples of clinker and twelve samples of raw mix fron two cement plants were analysed regarding their burnability. Some suggestions were presented concerning possible changes in chemical- composition and fineness of raw materials in order to obtain a product of better quality and optimized production costs. Experimental methods were carried out, based on microscopic and laboratory raw mix burnability data aiming the evaluation of the behavior of the raw materials in view of the manufacturing process and its effect on the quality of the final product. It was found that the grain size of the mineralogical phases of raw mix (mainly those of quartz and limestone) and the chemical composition thereof are the most significant factors for the manufacture of Portland cement. The coarse grain contents of limestone (>125 \'micrometro\') and quartz (>45 \'micrometro\') should not exceed respectively 6% and 2% because it can impair the raw nix burnability. Methods for - estimating the mechanical strength of cement on the 28th day and comminution of Portland clinker, based on the content of silicates and on the size of alite crystals showed very good correlations with the experimentally determined values. Results obtained showed the importance of the physical-chemical techniques, particularly of optical microscopy for control and improvement of quality and energy consumption in the Portland cement production.

O fosfogesso é um resíduo sólido da produção do ácido fosfórico, principal componente dos fertilizantes fosfatados, que por suas características químicas e radiológicas constitui-se num elemento agressivo ao meio-ambiente. O crescimento dos estoques de fosfogesso e a preocupação cada vez maior com o meio ambiente têm levado ao aumento das restrições à continuidade do seu armazenamento a céu aberto, incentivando a busca de alternativas para o seu uso. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o efeito da adição de cimento ao fosfogesso com vistas a sua utilização na execução de bases e sub-bases rodoviárias. No estudo analisou-se a deformabilidade e a resistência à compressão simples de corpos de prova compactados compostos de misturas de fosfogesso e cimento. Estudaram-se misturas com 4 teores de cimento, 7%, 10%, 12% e 15%. Os corpos de prova foram compactados na umidade ótima (wo) e na wo ± 2%, nas energias normal e intermediária, passando por 4 períodos de cura, 7, 14, 28 e 84 dias, ensaiados em condições não imersas e imersas em água. Os resultados obtidos evidenciam que o cimento é eficiente para estabilização do fosfogesso frente a ação da água. Observou-se que quantidades crescentes de cimento ao fosfogesso promovem o ganho de resistência, e a diminuição da deformabilidade. Ensaios realizados após imersão em água apresentaram valores de resistência à compressão simples (RCS) e módulo tangente inicial (Eo) menores do que os obtidos em ensaios sem imersão. O aumento do tempo de cura e da energia de compactação influem de forma significativa no ganho de resistência e no crescimento do Eo. Não foi possível determinar-se uma tendência única que descrevesse o comportamento das misturas de fosfogesso e cimento em função da umidade de compactação. O módulo de resiliência obtido para estas misturas é compatível com o observado para alguns materiais de uso corrente na construção de pavimentos. Os resultados de laboratório indicam que misturas de fosfogesso e cimento têm potencial para aplicação como materiais de base e sub-base na construção rodoviária. / Phosphogypsum is a solid by-product of phosphoric acid production, a major constituent of many fertilizers. Because of trace impurities, chemical and radiological properties, phosphogypsum may cause environmental problems. As stockpiles continue growing and environmental constraints become more stringent, widespread uses of phosphogypsum must be developed. The main objective of this research is to evaluate the addition of cement to the phosphogypsum for road base and subbase construction. The research program included the evaluation of unconfined compressive strength (UCS) and deformability testing results of compacted cement-stabilized phosphogypsum (CSP) specimens. Four different cement content were used, 7%, 10%, 12% and 15%. The specimens were compacted at optimum moisture content (wo) and wo ± 2%, with two compaction energies: Standard and lntermediary Proctor; four ages for curing time, 7, 14, 28 and 84 days, tested under soaked and unsoaked conditions. The results obtained from this research program showed that: the addition of cement stabilized the phosphogypsum, the results indicated that CSP mixtures are water resistant; with the increase in cement content there is a corresponding increase in the UCS and in the initial tangent modulus (Eo); tests under soaked conditions resulted in lower UCS and Eo than unsoaked condition; the increase of the compaction energy and curing time resulted in higher UCS and Eo. lt was not possible to establish a unique trend which explains the compaction moisture influence; the CSP resilient modulus is compatible to those obtained from conventional unstabilized base materiais used in road base construction. The laboratory results indicate that cement-stabilized phosphogypsum mixtures have potential for application as road base and subbase materials.

A alita é o componente mineralógico principal do clínquer portland, sendo responsável pelo desenvolvimento das resistências mecânicas do cimento, sobretudo no período entre 1 e 28 dias de cura. Dentre as sete formas polimórficas desse mineral, destaca-se a simetria romboédrica, como a de mais alta temperatura e a mais reativa, que não se forma em clínqueres convencionais. No entanto, o uso de algumas substâncias ditas mineralizantes pode estabilizar essa estrutura de cristal, com destaque para o par mineralizante F- e \'SO IND.3\'. Os benefícios que o processo de mineralização do clínquer portland com flúor e sulfato pode proporcionar a fabricantes e consumidores estão relacionados a fatores econômicos (consumo de combustível), estratégicos (vida útil das jazidas), ecológicos (redução de emissões, aproveitamento de resíduos industriais) e técnicos (melhor desempenho do produto), entre outros. A parte experimental desse trabalho foi desenvolvida em três etapas, sendo a primeira com a elaboração de clínqueres preparados em laboratório, a segunda através da avaliação de clínqueres industriais supostamente mineralizados e produzidos antes de 1999, e a terceira etapa, correspondente às análises em clínqueres industriais produzidos em 1999. Os resultados obtidos permitiram constatar que a simples adição de F- e \'SO IND.3\' no sistema não garante a geração de cristais romboédricos de alita e, consequentemente, a mineralização do clínquer. Verificou-se, ainda, que clínqueres mineralizados industrialmente apresentam desempenhos mecânicos muito superiores aos não mineralizados, podendo atingir resistências mecânicas à compressão a 1 dia de cura até 50% superiores. Os teores de F- e\'SO IND.3\' no clínquer variam em função de outros componentes químicos, em particular dos álcalis, girando, em torno de 2,0 a 2,5% para o \'SO IND.3\' e 0,20 e 0,30% para o F-. A identificação das técnicas analíticas mais adequadas para a caracterização da alita romboédrica foram pesquisadas, tendo-se selecionado a difratometria de raios X e a microssonda eletrônica como as de maior potencial. A microscopia óptica de luz refletida não permite definir, isoladamente, a estrutura cristalina da alita. Porém, sua utilização como técnica complementar é muito importante para a compreensão do processo ao qual o clínquer foi submetido. / Most abundant mineral componente of Portland clinker, alite is responsible for cement mechanical strength development, especially in the 1-to-28 day period of curing. Out of the seven alite polimorphs, the most reactive, hight-temperature rombohedra crystals do not form in conventional clinkers, but can be stabilized through the use of mineralizers, like the pair F and SO3. The beneficial effects the Portland clinker mineralizing process with fluoride and sulfate can bring to the manufacturer and customer are related to economical (fuel Consumption ), strategic (longer raw materials mine life), ecological (NOx emission reduction, valorization of industrial waste) and technical (higher performance of the product), among others. Experimental work was carried out in three parts. The first one, the elaboration of laboratory clinkers. The second, evaluation of industrial supposedly mineralized clinkers produced before 1999. Finally the third, analysis of industrial clinkers produced along the year 1999. The results allowed to verify that the mere addition of F and SO3 to the system do not guarantee the generation of rombohedral alite crystals and consequently the clinker mineralization.Industrial mineralized clinkers showed higher mechanical performance than those not mineralized, reaching up to 50% higher compressive strengths at 1-day curing. F and SO3 contents in clinker vary - as a function of other chemical components, especially alkalis- around 2 to 2.5% SO3 and 0.2 to 0.3 % F. The analytical techniques selected to characterize rombohedral alite were x-ray diffratometry and electron scanning microscopy.Reflected-light microscopy alone does not distinguish alite crystal structure, but is an important complementary tool to help to understand the clinker manufacture process.

Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Civil - Especialização em Vias de Comunicação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012