Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T12:26:35Z No. of bitstreams: 1 Alessandro da Silva Nunes - 2017.pdf: 6741171 bytes, checksum: d73d33e3d451f8c04927bd5a122638d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:24:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Alessandro da Silva Nunes - 2017.pdf: 6741171 bytes, checksum: d73d33e3d451f8c04927bd5a122638d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alessandro da Silva Nunes - 2017.pdf: 6741171 bytes, checksum: d73d33e3d451f8c04927bd5a122638d5 (MD5) Previous issue date: 2017-04-25 / O presente trabalho tem o objetivo de desenvolver novos materiais cerâmicos refratários, através do aproveitamento de resíduos derivados da geração de energia elétrica a partir da queima da casca de arroz. Microfibras cerâmicas foram introduzidas com o intuito de melhorar a resistência ao choque térmico. Os corpos de prova foram produzidos pelo método de prensagem uniaxial (20MPa), com substituição da argila refratária por sílica da casca de arroz (20%), e microfibras cerâmicas (20%) ou fibras de aço (1,9%, 3,8% e 5,6%). A sinterização ocorreu na temperatura de 1300º C. As propriedades físicas foram avaliadas através dos ensaios de porosidade aparente, absorção de água, densidade de massa, retração linear de queima, variação de massa e condutividade térmica. As propriedades mecânicas foram avaliadas pelos ensaios de resistência à compressão e resistência à flexão em três pontos. As propriedades térmicas foram avaliadas pelo ensaio de resistência ao choque térmico. As análises de XRD mostraram que houve transformação de parte da sílica presente na mistura em mulita e o restante permaneceu como quartzo. Além disso, a adição de sílica de casca de arroz resultou em uma microestrutura com baixa porosidade, alta retração de queima e elevada resistência mecânica. As cerâmicas com fibras apresentaram porosidade elevada, menor retração de queima e menor condutividade térmica do que a cerâmica de referência. Relativamente à resistência ao choque térmico, as cerâmicas com fibras de aço apresentaram desempenho significativamente superior em relação às cerâmicas sem fibras. / This study aims to develop new refractory ceramic materials, through the use of waste resulting from the electricity generation from rice husk burning. Ceramic microfibers were introduced with the aim of improving the resistance to thermal shock. The samples are produced by uniaxial pressing method (20MPa), by replacing refractory clay for ashes of rice husks (20%), ceramic microfibers (20%), and steel fiber (1,8%, 3,8% and 5,6%). The sintered occurred at temperature of 1300º C. Samples physical properties will be evaluated through the apparent mass density tests, apparent porosity, water absorption, linear shrinkage after burning, mass variation and thermal conductivity. The mechanical properties are evaluated by the compressive strength test and three points flexural test. The thermal properties will be evaluated by the thermal shock resistance test. XRD analyzes showed that some silica was present in the mullite mixture and the rest remained as quartz. The results show that the addition of SCA resulted in a microstructure with low porosity and with high firing shrinkage. The ceramics with fibers presented high porosity and low firing shrinkage and thermal conductivity, even, lower than the reference ceramic. The ceramics with SCA presented high mechanical resistance, while the ceramics with steel fibers had more ductile behavior. Regarding the thermal shock resistance, the ceramics with steel fibers presented a significantly superior performance in relation to the ceramics without fibers.

Na primeira etapa deste trabalho foi avaliada a potencialidade do uso da cinza de casca de arroz como carga em polipropileno (PP) comparando-a com o talco que é a carga mineral mais utilizada em polímeros. Esta comparação foi feita utilizando os compósitos formados por polipropileno com 20% da cinza de casca de arroz assim como, os formados por polipropileno com 20% de talco, determinando as suas propriedades. Apesar das propriedades do compósito de PP com a carga de 20% de cinza de casca de arroz apresentarem resultados inferiores em relação àqueles quando se utilizou o talco como carga, pode-se dizer que a cinza de casca de arroz pode ser usada como carga para outros usos menos nobres do PP. Desta forma se está dando um destino para esse resíduo que hoje é descartado no meio ambiente contribuindo assim, para a preservação do mesmo, além de reduzir o custo do produto. Este trabalho também teve como objetivo estudar o efeito da radiação ionizante nas propriedades destes compósitos de PP com 20% de cinza de casca de arroz. Utilizou-se o agente de acoplagem, anidrido maleico, para verificar se houve melhora na homogeneização das amostras. Em virtude do PP ser um polímero semicristalino, quando exposto ao processo de irradiação, tem sua morfologia modificada devido aos mecanismos de cisão das cadeias poliméricas. Este fato é atribuído aos mecanismos de cisão das cadeias poliméricas, que está de acordo com a literatura. / In the first step of this work, it was evaluated the possibility of using rice husk ash as a filler in polypropylene (PP) making a comparison with talc which is the most used mineral filler in polymers. This comparison was made by using polypropylene with 20% rice husk ash as well as polypropylene with 20% talc measuring their properties. Despite the properties of the PP with 20% rice husk ash decreased compared with the composite of polypropylene with 20% talc it can be said that the rice husk ash can be used as filler for or other utilization less noble of PP . This way it is being given a destination for this residue that it is disposable in the environment contributing to its preservation, moreover reducing the product cost. This work had also as an aim to study the ionizing radiation effect in the properties of these composites. It was used the coupling agent, maleic anhydride , to verify a best sample homogenization. According to the results it can be said that PP is a semicrystalline polymer, and so it has its morphology modified when exposed to the irradiation process. This fact is due to the scission mechanisms of the polymeric chains which it is in compliance to the literature.

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-08-05T00:01:47Z No. of bitstreams: 1 DaianeCalheiro.pdf: 5982937 bytes, checksum: 0a11f48bf6517b673d6c2163ae6ae2e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-05T00:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaianeCalheiro.pdf: 5982937 bytes, checksum: 0a11f48bf6517b673d6c2163ae6ae2e7 (MD5) Previous issue date: 2011-03-03 / Banco Santander / Banespa / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / De acordo com os novos paradigmas ambientais, a busca pelo desenvolvimento sustentável é imprescindível para o prolongamento das reservas naturais e a redução da poluição. No intuito de minimizar os impactos ambientais negativos, cada vez mais se investe em pesquisas que englobam o uso eficiente de recursos naturais não renováveis. A agroindústria é um grande gerador de resíduos e devido a esse fato, está começando a perceber a importância de destiná-los corretamente. A cinza de casca de arroz (CCA), que é proveniente da queima da casca utilizada para a geração de energia, é um resíduo gerado em grandes quantidades e de baixa densidade, dificultando o gerenciamento, pois necessita de um grande espaço para o armazenamento e o descarte. Desta forma, a reciclagem destas cinzas torna-se uma excelente alternativa para minimizar o impacto ambiental provocado pelo seu descarte inadequado e reduzir os custos de disposição em aterros controlados. A CCA possui um grande teor de sílica em sua composição, podendo se tornar um co-produto para vários segmentos industriais como: construção civil, cerâmica, química, vidros e siderurgia. No intuito de incentivar a inserção desse resíduo como um co-produto de maior valor agregado, o trabalho visa contribuir para aumentar a eficiência da moagem da cinza da casca de arroz. Neste sentido, aditivos foram utilizados para facilitar a moagem para sua adequação como co-produto, considerando a qualidade do material obtido, o tempo e a economia do processo. Para a elaboração deste trabalho, a CCA foi moída sem e com uso de aditivo em 4 tempos diferentes (30min., 1h, 2h e 4h) e foram adicionados dois tipos de aditivos, um comercial e um resíduo do setor metal-mecânico. Estes aditivos foram adicionados em 3 concentrações diferentes: 0,03%, 0,045% e 0,06% para o comercial e 2%, 6% e 10% para o resíduo. Para avaliar o processo de moagem foram realizadas caracterizações química, física e estrutural de todas as amostras: CCA Bruta, CCA Segregada e as CCA moídas. A caracterização da CCA utilizada nesta dissertação mostrou um material mais adequado comparado a trabalhos anteriores confirmando a influência do aumento da eficiência energética da queima da casca na qualidade da CCA como coproduto. Com relação ao uso dos aditivos SIKA-GRIND 200 e pó de granalha, os resultados indicaram que estes não reduziram significativamente o diâmetro médio das partículas. Entretanto, o uso de aditivos para reduzir o tamanho de grão da CCA deve ser melhor estudado para qualificá-la como matéria prima na construção civil. / According to the new environmental paradigms, the pursuit of sustainable development is essential for the lengthening of natural reserves and reduction of pollution. In order to minimize negative environmental impacts, ever more investments are made in research about the efficient use of nonrenewable natural resources. Agribusiness is a major generator of waste and due to that fact, begins to realize the importance of proper disposal. Rice husk ash (RHA), which proceeds from the burning of the husk for energy generation, is generated in large quantities and low density, making it difficult to manage, as it requires a large space for storage and disposal. Thus, recycling this ash becomes an excellent alternative to minimize the environmental impact caused by its inappropriate disposal and reduce landfill disposal costs. RHA has a high content of silica in its composition, making its use possible as a by-product to several industries such as: construction, ceramics, chemical, glass and steel. To encourage the placement of this waste as a by-product with higher aggregated value, this study aims to contribute to increase the efficiency of rice husk ash milling. In this way, additives were used to facilitate the milling for its suitability as a by-product, considering the quality, time and process economy. To elaborate this study, the rice husk ash was ground with and without additives in four different times (30min., 1h, 2h and 4h) and two types of additives were used, a commercial additive and a solid waste from the metal-mechanic industry (cleaning cast parts dust). These additives were added in three different concentrations: 0.03, 0.045 and 0.06% for the commercial additive and 2, 6 and 10% for the dust. To evaluate the milling process, chemical, physical and structural characterizations were carried out for all samples: as received RHA, segregated RHA and grounded RHA. The characterization of RHA, used in this dissertation, showed a material more adequate, when compared to former works using RHA from the same source, confirming the influence of the energetic efficiency of the rice shell burning on the RHA quality as by-product. In relation to the additives SIKA-GRIND 200 and granalha dust, the results indicated that they did not influence significantly in the decreasing of medium diameter of RHA particles. However, the use of additives to reduce the size of the RHA grains must be better studied to qualify RHA as a raw material to civil construction.

Um grande passivo ambiental da atualidade refere-se à contaminação dos recursos hídricos por hidrocarbonetos. Os atuais sistemas de remediação buscam a utilização de adsorventes alternativos para remoção destes poluentes. O objetivo desta tese de doutorado foi avaliar o uso da cinza de casca de arroz (CCA) e de carvão ativado (CA) na adsorção de BTEX – benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno em soluções aquosas. A CCA foi gerada a partir do processo de queima de casca de arroz para aproveitamento energético e o CA obtido comercialmente. As propriedades físicas, químicas e microestruturais da CCA e do CA foram caracterizadas através de análises de distribuição granulométrica, área superficial, porosidade, massa específica, capacidade de hidratação, pH, ponto de carga zero, perda ao fogo, carbono total, composição química elementar, determinação de fases cristalinas, determinação de grupos funcionais e análise de imagem. Estudos de adsorção cinéticos e de equilíbrio (isotermas) foram efetuados com soluções padrões de benzeno, tolueno, xileno e etilbenzeno em sistemas monocompostos e em misturas BTEX. A quantificação foi realizada por por cromatografia gasosa com detector de ionização de chama. Na cinética de adsorção, foram avaliadas as variáveis: tempo de contato adsorvente-adsorbato (15, 30, 60, 120 e 240 minutos); concentração inicial do adsorbato (1, 5, 10 e 20 mg/L) e dosagem do adsorvente (10 e 20 g/L). Os modelos cinéticos de Pseudo-primeira ordem, Pseudo-segunda ordem e Difusão intrapartícula foram ajustados aos dados experimentais. Isotermas experimentais foram obtidas para cada composto e para a mistura BTEX. Os modelos de Langmuir, Freundlich e Sips foram ajustados aos resultados experimentais para os sistemas com monocompostos. A caracterização das amostras indicou que o CA apresenta microestrutura uniforme com grande área superficial formada por micro e mesoporos e alto teor de carbono. Já a CCA apresenta uma microestrutura heterogênea formada por macroporos e com alto teor de sílica. Os estudos cinéticos demonstraram que a CCA e o CA apresentam capacidades de adsorção altas e semelhantes no tempo de equilíbrio de 120 minutos. De forma geral, a remoção de cada composto na mistura foi menor que a remoção obtida quando em sistemas de monocompostos, onde a capacidade de adsorção se deu na seguinte ordem (em massa de adsorbato por massa de adsorvente): etilbenzeno > xileno > tolueno > benzeno. O modelo cinético de Pseudo-segunda ordem apresentou a melhor correlação para todos os ensaios. As isotermas experimentais obtidas para os monocompostos caracterizam a adsorção em superfícies porosas com formação de monocamada. Os ajustes aos modelos teóricos não apresentaram unanimidade, observando em algumas situações uma correlação adequada para Langmuir e Freundlich. Nas misturas BTEX, as isotermas experimentais para a CCA indicam uma competição pelos sítios ativos do adsorvente entre benzeno/tolueno e entre etilbenzeno/xileno. Os resultados obtidos sugerem que a adsorção de BTEX ocorre preferencialmente através de efeito hidrofóbico já que o CA é um material carbonoso e a CCA configura-se como uma matriz de sílica com fração carbonosa. Os valores de remoção ficaram entre 78,8 e 100%, demonstrando que a CCA apresenta-se como um material alternativo para a adsorção de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno presente em solução aquosas. / The contamination of water resources by hydrocarbons is considered a significant environmental impact. The remediation systems currently search alternative adsorbents to remove this pollutants. The aim of this work was to investigate the use of rice husk ash (RHA) and activated carbon (AC) in the removal of BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene) from aqueous solutions. The RHA used was generated as a byproduct of the combustion of rice husk for energy generation, while AC was purchased from the market. Samples of both materials were characterized based on physical, chemical, and microstructural standards (grain size distribution, surface area, porosity, specific weight, hydration capacity, pH, zero load test, loss on ignition, total carbon, chemical composition, crystalline phases, functional groups, and image analysis). The adsorption assays were carried out using standard benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene individually and mixed. Quantification of compounds was conducted by gas chromatography with Flame Ionization Detector. Adsorption kinetics was evaluated based on the variables contact time between adsorbent and adsorbate (15, 30, 60, 120, and 240 min), initial adsorbate concentration (1, 5, 10, and 20 mg/L), and adsorbent dose (10 and 20 g/L). The kinetic models pseudo 1st order, pseudo 2nd order, and intra-particle diffusion were adjusted to experimental data. Experimental isotherms were obtained for each compound and for the BTEX mixture. The Langmuir, Freundlich, and Sips models were adjusted to the experimental results for the systems that used one compound at a time. Sample characterization revealed the differences in composition, microstructure, surface area, and pore size between RHA and AC. Kinetic studies showed that RHA and AC have high and similar adsorption capacities at the equilibrium time of 120 min. Generally, the amount of each hydrocarbon removed from the mixture was lower than the removal achieved in the single-compound systems, for which removal rate followed the sequence (adsorbate mass/ adsorbent mass) ethylbenzene > xylene > toluene > benzene. The pseudo 2nd order kinetics model presented the best correlation for all assays. The experimental isotherms obtained for single-compound systems characterized the adsorption on porous surfaces, forming monolayers. No overall concordance was observed in the adjustment of the theoretical models, and in some situations the Langmiur and Freundlich models presented appropriate correlation coefficients. Considering the BTEX mixtures, the experimental isotherms constructed for RHA indicated the existence of competition for active sites of the adsorbent material between benzene and toluene and between ethylbenzene and xylene. The results obtained suggest that BTEX adsorption occurs preferentially through the hydrophobic effect, since AC is a carbonaceous material, while RHA is composed mainly of silica, with a carbonaceous fraction. Removal rates were between 78.8% and 100%, indicating that RHA is an interesting alternative in the removal of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene from aqueous solutions.

Na primeira etapa deste trabalho foi avaliada a potencialidade do uso da cinza de casca de arroz como carga em polipropileno (PP) comparando-a com o talco que é a carga mineral mais utilizada em polímeros. Esta comparação foi feita utilizando os compósitos formados por polipropileno com 20% da cinza de casca de arroz assim como, os formados por polipropileno com 20% de talco, determinando as suas propriedades. Apesar das propriedades do compósito de PP com a carga de 20% de cinza de casca de arroz apresentarem resultados inferiores em relação àqueles quando se utilizou o talco como carga, pode-se dizer que a cinza de casca de arroz pode ser usada como carga para outros usos menos nobres do PP. Desta forma se está dando um destino para esse resíduo que hoje é descartado no meio ambiente contribuindo assim, para a preservação do mesmo, além de reduzir o custo do produto. Este trabalho também teve como objetivo estudar o efeito da radiação ionizante nas propriedades destes compósitos de PP com 20% de cinza de casca de arroz. Utilizou-se o agente de acoplagem, anidrido maleico, para verificar se houve melhora na homogeneização das amostras. Em virtude do PP ser um polímero semicristalino, quando exposto ao processo de irradiação, tem sua morfologia modificada devido aos mecanismos de cisão das cadeias poliméricas. Este fato é atribuído aos mecanismos de cisão das cadeias poliméricas, que está de acordo com a literatura. / In the first step of this work, it was evaluated the possibility of using rice husk ash as a filler in polypropylene (PP) making a comparison with talc which is the most used mineral filler in polymers. This comparison was made by using polypropylene with 20% rice husk ash as well as polypropylene with 20% talc measuring their properties. Despite the properties of the PP with 20% rice husk ash decreased compared with the composite of polypropylene with 20% talc it can be said that the rice husk ash can be used as filler for or other utilization less noble of PP . This way it is being given a destination for this residue that it is disposable in the environment contributing to its preservation, moreover reducing the product cost. This work had also as an aim to study the ionizing radiation effect in the properties of these composites. It was used the coupling agent, maleic anhydride , to verify a best sample homogenization. According to the results it can be said that PP is a semicrystalline polymer, and so it has its morphology modified when exposed to the irradiation process. This fact is due to the scission mechanisms of the polymeric chains which it is in compliance to the literature.

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

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-26T22:41:49Z No. of bitstreams: 1 2018_JogérioEvangelistadeFreitas.pdf: 3240897 bytes, checksum: bffa4e3e2711ba6f77f282642c7c8573 (MD5) / Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-10-08T20:15:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_JogérioEvangelistadeFreitas.pdf: 3240897 bytes, checksum: bffa4e3e2711ba6f77f282642c7c8573 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-08T20:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_JogérioEvangelistadeFreitas.pdf: 3240897 bytes, checksum: bffa4e3e2711ba6f77f282642c7c8573 (MD5) Previous issue date: 2018-10-08 / Esta pesquisa, avaliou a estabilização química de um solo do Estado de Roraima Brasil com adição de cinza da casca de arroz e ou cimento Portland. O objetivo principal é potencializar o uso da cinza da casca de arroz produzida na indústria cerâmica de Roraima visando estabilização para uso em pavimento rodoviário. Foram pesquisados diversos traços com misturas de solo e cinza, como também solo com cinza e cimento. Para o solo natural procedeuse os ensaios de caracterização (granulometria, limite de liquidez e limite de plasticidade), massa específica real e aparente e absorção a água da fração graúda. Para todos os traços foram realizados os ensaios de limite de liquidez e plasticidade, compactação, CBR, resistência a compressão simples, resistência a tração diâmetral e sucção pelo método do papel filtro. Para a cinza foram realizados análise química e mineralógica. Os ensaios foram realizados no laboratório da Empresa COEMA PAISAGISMO LTDA e nos laboratórios da Universidade Federal de Roraima (UFRR) e Universidade de Brasília (UNB). A granulometria do solo natural se mostrou desuniforme, limite de liquidez de 21%, limite de plasticidade igual a 16% e índice de plasticidade de 5%, indicando solo de baixa plasticidade sendo classificado pelo sistema HRB como solo do tipo A1-a e índice de grupo igual a zero. A classificação química mostrou ser tipo, classe IIA, resíduos não perigoso e inerte, não corrosivo e não tóxico. O difatograma de raio X mostrou que a cinza incinerada induz a formação de quartzo com presença de cristobalita, mostrando ser a cinza uma sílica cristalina. Foram realizados ensaios com vários teores de cinza, sendo o melhor resultado obtido com o teor de 6% de cinza para o CBR e resistência a compressão simples. O aumento do teor de cinza na mistura tendeu diminuir o valor do CBR em relação ao obtido para o solo natural. O cimento acelerou as reações pozolânicas nas misturas percebendo-se ganho de resistência já com a incorporação de 1% de cimento. O ensaio de sucção mostrou a capacidade da cinza em absorver água, reduzindo a sucção das misturas. De um modo geral a estabilização com cinza pode ser recomendado para uso em camadas de sub-base, e com cimento e cinza pode ser aplicado em camada de base de pavimentos. / This research evaluated the chemical stabilization of a soil from the State of Roraima Brazil, with the addition of ash from rice husk and/or Portland cement. The principle goal is to show the important of the use of rice husk ash produced in the ceramic industry of Roraima, wanting to establish of soil the use in paving highways. Various traces were examined with a mixture of soil and ash; and also with ash and cement mixed with soil. For the natural soil, experiments were conducted of the characteristics (granulametry, atterberg limits, plasticity limit), real specifmatter and apparent, and water absorption of the bigger pieces. For all the experiments were conducted osatterberg limits, and plasticity limits, compaction , CBR, resistance to simple compression, diameter traction resistance and suction by the paper filter method. For the ash, chemical and mineralogical analisis were done. The samples were analized in the laboratory of Roraima´s Federal University (UFRR), and the University of Brasília (UNB). The granulametry of the natural soil showed uneven, atterberg limit of 21,5%, plasticity limit equal to 16,3%, and plasticity index of 5,2%, showing low plasticity soil being classified by the HRB system as a soil type AI-a with group index equalto zero. The chemical classification of ash show to be class type IIA residues that are not harmful and inert, not corrosive and non-toxic. The results of difatogram x-ray showed that the burnt ash produces quartz formation with the presence of cristobalite, demonstrating to be crystal silic ash. The best result found with 6% ash CBR and simple compression resistance. When more ash was added to the mixture, the CBR ratio diminished compared to that with regular soil. The cement accelerated the pozolamics reaction in the mixtures showing resistance gain with incorporation of 1% of cement. The suction sample showed the capacity of ash to absorb water, reducing the mixtures suction. Is this way, the establishment with ash can be recommend to be used in sub-base layers, and with cement and ash can be applied in base layers of pavements.

A pesquisa relatada nesta dissertação teve por objetivo analisar a viabilidade técnica de estabilizar-se um solo sedimentar arenoso do Uruguai com cinza de casca de arroz (CCA) e cal. O solo utilizado apresenta baixo poder suporte, sendo pouco adequado para camadas de sub-base e base de pavimento rodoviário. Também não é adequado para ser estabilizado com cal e sua estabilização com cimento é muito custosa. Dois tipos básicos de CCA foram utilizados: uma cinza residual do processo de queima de casca de arroz em um forno sem controle de temperatura, e cinzas produzidas em laboratório por incineração de casca de arroz a diferentes temperaturas controladas. Foram realizados ensaios de difratogramas de raios-X, compactação, capacidade de suporte (ISC), compressão simples, tração por compressão diametral e durabilidade do solo, das CCA e das misturas solo-CCA-cal. Determinaram-se as influências do tempo de cura, dos teores de CCA e cal e dos tipos de CCA nos parâmetros de compactação, no ISC, no comportamento tensão-deformação e nas resistências à compressão simples e à tração por compressão diametral. Analisaram-se os efeitos da demora entre mistura e compactação no comportamento tensão-deformação e na resistência à compressão simples nas misturas com CCA residual e cal, além da sua durabilidade a ciclos de molhagem e secagem. As CCA produzidas a temperatura controlada entre 650°C e 800°C mostraram uma maior atividade pozolânica devido a sua estrutura amorfa. Os valores máximos de módulo de deformabilidade e resistência à compressão simples foram obtidos para as misturas com CCA a temperatura controlada. As misturas solo- CCA residual-cal desenvolveram resistência à tração demonstrando a ocorrência de reações pozolânicas. A estabilização do solo sedimentar arenoso com CCA e cal mostrou-se eficaz, permitindo o uso destes materiais em camadas de sub-base de pavimentos. / This MSc thesis was carried out with the purpose of analysing the technical feasibility of stabilizing a Uruguayan sandy soil with rice husk ash (RHA) and lime. The soil utilized present low bearing capacity and is not suitable for road pavement bases and sub-bases. It does not react to lime by itself and its stabilization with Portland cement is prohibitively expensive. Two kinds of RHA were used: a residual ash produced in the process of incinerating rice husk in an oven without temperature control, and ashes produced in laboratory by incineration of rice husk at different controlled temperatures. X-ray diffraction, compaction and bearing capacity (CBR), unconfined compression, split tensile and durability tests were carried out in the soil and in RHA samples and also in soil-RHA- lime mixtures. The influence of curing time, RHA and lime contents and RHA types in compaction parameters, CBR, strain-stress behaviour and unconfined compressive and split tensile strength were evaluated. The effects of the compaction delay on the stress-strain behaviour and the unconfined compression strength of the mixtures with residual RHA and lime were analysed. In order to investigate the mixtures durability, compacted specimens were submitted to wetting and drying cycles. Due to this amorphous structure, the RHA produced at controlled temperatures (650°C to 800°C) showed to be a more reactive concerning pozzolanic activity. The highest strain modulus and unconfined compression strength values were obtained for the mixtures with controlled temperature RHA. The soil-residual RHA-lime mixtures also developed tensile strength proving that pozzolanic took place. The stabilization of the sandy sedimentary soil with RHA and lime proved to be efficient, allowing the use of these materials in pavement sub-base layers.

Cinzas de casca de arroz são resíduos de comprovada eficiência como material pozolânico. No entanto, a variabilidades do material, decorrente das diferentes condições de geração impedem que o mesmo seja comercializado. Assim o presente trabalho tem como objetivo verificar a influência da variação do índice de amorfismo (IA) de cinzas de casca de arroz, sobre a atividade pozolânica deste material. As cinzas foram utilizadas em substituição parcial ao cimento. A metodologia de pesquisa foi dividida nas seguintes fases: (1) Coleta das cascas de arroz; (2) produção das cinzas de casca de arroz através da queima em diferentes temperaturas (500, 650, 800, 950 e 1100ºC) realizada em forno de laboratório. Fixou-se o tempo de residência do material (3 horas), a taxa de aquecimento (5°C/min), e resfriamento lento. Posteriormente utilizou-se a moagem das cinzas em diferentes tempos para que os diâmetros atendessem a finura apropriada para uma pozolana. (3) Em seguida o material gerado foi caracterizado através de ensaios químicos, físicos e mineralógicos; os demais materiais, tais como cimento e areia, também foram caracterizados, de forma que atendam as especificações normativas. (4) Com base nas análises dos resultados, foram moldados 6 corpos-de-provas de argamassas para realização do ensaio de índice de atividade pozolânica com o cimento. (5) A etapa final foi a quantificação do índice de amorfismo por meio de refinamento de Rietveld. Os resultados demonstraram que o índice de amorfismo pode ser utilizado como parâmetro de controle de cinzas residuais. O índice de amorfismo está diretamente relacionado à temperatura de queima e ao tempo de moagem e a atividade pozolânica, sofre influência dessa variável bem como de outras tais como diâmetro médio dos grãos e relação água/aglomerante / The rice husk ash is a waste of proved performance as pozzolanic material. However, the variability of the material, as a result of different generation conditions, restricts its use. Thus, this study aims to determine the influence of variation of the amorphous index (AI) of rice husk ash on the pozzolanic activity of this material. The ash was used as partial replacement of cement. The methodology of research was divided into the following steps: (1) Collection of rice hulls, (2) production of rice husk ash at different temperatures (500, 650, 800, 950 and 1100 °C) made in a small lab furnace. The time into the furnace was fixed (3 hours), as well as the rate of heating (5 ° C / min) and the slow cooling adopted. Thus, the ashes had been grinded at different times until appropriate diameters. (3) Then, chemical, physical and mineralogical characterization had been carried through, as well as other materials such as cement and fine aggregate according standard specifications. (4) According previous analysis of results, 6 mortar samples were molded to perform testing of pozzolanic activity index with Portland cement. (5) The final step was to quantify the amorphous content by the Rietveld refinement. The results showed that the index of amorphous can be used as a control parameter for rice husk ashes. The amorphous index is directly related with the burning temperature and the grinding time, The pozzolanic activity was also influenced by these variables as well as medium diameter of grains and its water/binding ratio.

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