Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The construction industry has been studying the possibility of using industrial subproducts, as a strategy to remedy the environmental matters, considering that the sub-products are generated in large quantities and mostly without specific destination. In the present study investigates the feasibility of using the RHA residual, natural or ground, in structural concrete, in partial replacement of Portland cement, from the analysis of durability characteristics of the concrete. However, some natural rice husk ash have natural expansive effect due to the reaction of silica under form of microcrystalline and the cement alkali. Thus, it justifies the use of fly ash, forming ternary mixtures, as the solution to mitigate the expansion generated by alkaliaggregate reaction (AAR) or alkali-silica (RAS). For this, three binders mixtures were tested: one composed with the RHA natural + FA, one with RHA ground + FA and the last one composed with a reference mixture 80% of Portland cement and 20% of FA, in which confronted the results. It was adopted the replacement levels of 15% of RHA, and the relations a/g of 0.45; 0.55 and 0.65. It was conducted the trials of apparent electrical resistivity, specific electrical conductivity, resistance to chloride penetration according to the method of accelerated penetration ASTM C1202 (EAPC). Additionally, the trials of axial compressive strength and water absorption by capillarity were performed, according to requirements of ABNT. The obtained results in the research confirm that is feasible to use the residual RHA, natural or ground, as partial replacement of Portland cement, in concrete for structural use. It was found that the age and the ratio a/g showed a significant influence on the electrical resistivity and electrical conductivity of concrete, mainly due to changes in pore structure and the quantity and composition of them solution, showing there is a great correlation among these factors. As for the axial compressive strength, at 182 days, the mixture composed with RHA ground presented higher performance than to the reference mixture. However, for the mixing with RHA natural, the same course was not observed. In the EAPC the use of RHA ground, burned without temperature control, resulted in lower values of loads bystanders and lowest penetration depths, when compared to the mixtures with RHA natural and of reference. In the case of water absorption by capillarity, it was found that the use of RHA, in general, decreased the water absorption of concrete. / A indústria da construção civil vem estudando a possibilidade da utilização de subprodutos industriais, como uma das ações para solucionar as questões ambientais, tendo em vista que os mesmos são gerados em grandes quantidades e na sua maioria sem destinação específica. No presente trabalho investiga-se a viabilidade de se utilizar a CCA residual, ao natural ou moída, em concretos estruturais, em substituição parcial ao cimento Portland, a partir da análise de características de durabilidade do concreto. Porém, algumas cinzas de casca de arroz naturais apresentam efeito expansivo devido à reação entre a sílica sob a forma microcristalina e os álcalis do cimento. Assim, justifica-se o uso da cinza volante, formando misturas ternárias, como a solução para mitigar a expansão gerada pela reação álcali-agregado (RAA) ou álcali-sílica (RAS). Para isso, foram testadas três misturas aglomerantes: uma composta com CCA ao natural + CV, uma com CCA moída + CV e uma mistura de referência com 80% cimento Portland e 20% de CV, a qual se confrontaram os resultados. Adotou-se o teor de substituição de 15% de CCA, e as relações a/ag de 0,45; 0,55 e 0,65. Procederam-se os ensaios de resistividade elétrica aparente, condutividade elétrica específica, resistência à penetração de cloretos segundo o método de penetração acelerada ASTM C1202 (EAPC). Adicionalmente, foram realizados os ensaios de resistência à compressão axial e de absorção de água por capilaridade, segundo prescrições da ABNT. Os resultados obtidos na pesquisa confirmam que é viável utilizar a CCA residual, ao natural ou moída, como substituição parcial ao cimento Portland, em concretos para uso estrutural. Verificou-se que a idade e a relação a/ag mostraram uma influência expressiva na resistividade elétrica e condutividade elétrica do concreto, em virtude principalmente das alterações na estrutura dos poros e na quantidade e composição da solução dos mesmos, mostrando haver uma ótima correlação entre estes fatores. Quanto a resistência à compressão axial, aos 182 dias, a mistura composta com CCA moída apresentou desempenho superior ao da mistura de referência. Porém, para a mistura com CCA natural, o mesmo comportamento não foi verificado. No EAPC a utilização de CCA moída, queimada sem controle de temperatura, resultou em valores de cargas passantes mais baixos e profundidades de penetração menores, quando comparados aos das misturas com CCA natural e de referência. No caso da absorção de água por capilaridade, constatou-se que a utilização de CCA, em geral, diminuiu a absorção de água dos concretos.

A grande questão de alinhavar progresso, crescimento, infraestrutura, demandas, consumo com sustentabilidade em um mundo com crescimento populacional exponencial ainda é um grande desafio para todos. Neste sentido, o desenvolvimento e utilização de novas técnicas e materiais que tenham a preocupação com a questão ambiental podem contribuir para um desenvolvimento mais sustentável nos processos construtivos. Sendo assim, o reaproveitamento de resíduos tornou-se uma alternativa eficaz para o desenvolvimento da sustentabilidade na indústria da construção. Dentre diversos resíduos gerados existem dois com grande potencial de aplicação na construção civil, sendo eles a cinza volante gerada em termelétricas e a cal de carbureto gerada na produção do gás acetileno que combinados geram ligantes. Entretanto, as reações pozolânicas responsáveis pela cimentação são notoriamente lentas o que em muitos casos inviabiliza o seu uso na construção civil. Portanto, a utilização de aceleradores que promovam um melhor comportamento mecânico em um menor período de cura deve ser avaliada. Outra importante questão se refere à possível presença de elementos-traços de metais pesados na cinza volante e na cal de carbureto que devem ser investigados quando utilizamos resíduos como matéria prima. Neste sentido, diversos ensaios de resistência à compressão simples, durabilidade por molhagem e secagem e lixiviação em coluna foram conduzidos. Resultados demonstraram que a utilização de NaCl promove melhoria no comportamento mecânico nas misturas de cinza-cal em menor período de cura devido ao incremento na formação de componentes hidratados, podendo ser considerado um acelerador. As variações do teor de cal, tempo de cura, NaCl, porosidade e temperatura de cura alteraram significativamente o comportamento da RCS e durabilidade. Foi possível a aplicação de relação entre porosidade e teor de cal (ajustada) na previsão da resistência e durabilidade da cinza estabilizada com cal. Com relação aos elementos traços, a cinza volante apresentou concentrações de arsênio (As), cromo (Cr) e selênio (Se) solubilizáveis em água acima dos limites para água potável, entretanto a estabilização da cinza com a cal e adição de NaCl diminuíram a concentração de metais pesados no extrato lixiviado no ensaio em coluna. / The big issue of tackling progress, growth, infrastructure, demands, and consumption with sustainability in a world with exponential population growth is still a great challenge for everyone. In this sense, the development and use of new techniques and materials that are concerned with the environmental issue can contribute to a more sustainable development in the construction processes. In this sense, waste reuse has become an effective alternative for the development of sustainability in the construction industry. Among several residues generated there are two with great potential of application in the civil construction, fly ash generated in thermoelectric and carbide lime generated in the production of the acetylene gas that combined generate binders. Therefore, the use of accelerators to facilitate a better mechanical behavior in a shorter curing period should be evaluated. Another important issue relates to the possible presence of heavy metals, trace elements, in fly ash and carbide lime, which should be investigated when using waste as raw material. In this sense, several tests of unconfined compressive strength, durability by wetting and drying and column leaching were conducted. Results showed that the use of NaCl promotes improvement in mechanical behavior in the fly ash-carbide lime mixtures in a shorter curing period due to the higher formation of hydrated components, which could be considered an accelerator for pozzolanic reactions. The variation of lime content, curing time, sodium chloride, porosity and curing temperature significantly altered the behavior of unconfined compression strength and durability. It was possible to apply a relationship between porosity and lime content (adjusted) in the prediction of the strength and durability of lime stabilized ash. Regarding trace elements, fly ash had concentrations of arsenic (As), chromium (Cr) and selenium (Se) that can be soluble in water above the limits for drinking water, however stabilization of fly ash with carbide lime and addition of NaCl decreased concentration of heavy metals in the column leaching test.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-05-15T13:16:30Z No. of bitstreams: 1 concreto_polimero.pdf: 4719718 bytes, checksum: 2d7016e7eb764275fea0249db0eb55eb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-15T13:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 concreto_polimero.pdf: 4719718 bytes, checksum: 2d7016e7eb764275fea0249db0eb55eb (MD5) Previous issue date: 2009 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A reciclagem e a reincorporação de um rejeito em um processo produtivo são as soluções mais indicadas para o manejo da grande maioria dos resíduos, reduzindo assim custos, além de preservar recursos naturais não renováveis. A construção civil tem absorvido parte destes resíduos, transformando-os em subprodutos importantes, os quais podem ser igualmente eficientes, além de ecologicamente corretos. Dentre as aplicações mais comuns, destacam-se a incorporação de rejeitos em matrizes cimentícias e poliméricas. O concreto polímero, o qual tem como aglomerante uma resina polimérica, tornou-se uma boa opção para construção civil em aplicações onde são solicitados alto desempenho mecânico, durabilidade e cura rápida, propriedades importantes para materiais que visam a sustentabilidade das edificações. Apesar dos já comprovados elevados valores mecânicos encontrados nestes compósitos, torna-se necessário estimar e adequar as propriedades de combustibilidade com os tipos de demandas do mercado, pois tal propriedade pode comprometer sua aplicação. Para tanto, esta pesquisa tem como objetivo produzir compósitos de concreto polímero de elevada resistência mecânica, durabilidade e resistentes à ação do fogo. Os compósitos serão produzidos com uma resina poliéster insaturada reciclada a partir do PET, com incorporação de resíduos industriais, comparando-os com componentes comerciais. Para tanto, as propriedades dos compósitos serão estudadas através de ensaios de caracterização mecânica, durabilidade e microestrutura, compreendendo: resistência à compressão, resistência à tração na flexão, porosimetria por intrusão de mercúrio e MEV. Além disso, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de análise térmica, com a finalidade de avaliar o comportamento das adições frente à ação do fogo e sua contribuição para a redução da flamabilidade destes compósitos. Os resultados obtidos mostraram que, as composições com 60% de adição de retardante de chamas resíduo apresentaram uma redução de 85% em relação ao tempo de propagação da chama dos compósitos sem adição de retardantes, bem como um acréscimo na sua resistência mecânica em comparação aos mesmos. / Recycling and the reincorporation of a waste in a production process are the most indicated for the management of the vast majority of waste, thus reducing costs, and, of course, preserving non-renewable natural resources. The civil construction has absorbed these wastes, turning them into important products, which can also be efficient, and environmentally correct. Among the most common applications, it can emphasize the incorporation of tailings in cementations and polymer matrices. The polymer concrete, which binder is a polymeric resin, has become a good option for construction where are required applications with high mechanical performance, durability and rapid healing, important properties for materials aimed at the sustainability of buildings. Despite the already proven high mechanical values found in these composites, it is necessary to estimate and adjust the properties of combustibility to the kinds of demands of the market, once this property may jeopardize your application. Thus, this research aims to produce polymer concrete composites of high mechanical strength, durability and resistance to the action of fire. The composites were produced with an unsaturated polyester resin from recycled PET, with the addition of industrial waste in comparison to commercial items, making them more attractive economically, and environmentally sustainable. Thus, the properties of the composites were studied by mechanical tests durability, including: compressive strength test, tensile strength, mercury intrusion porosimetry and SEM. Moreover, the samples were tested for thermal analysis in order to know the behavior of the action items with the fire and its contribution to reducing the flammability of these composites. The results obtained in the tests described above showed that, the composites with 60% in addition of waste had a reduction of 85% in the time of spread of flame, and an increase in its mechanical resistance in comparison to composite reference, with no addition of retardants.

Assunto cada vez mais em pauta nos foros nacionais e internacionais e nas comunidades ao redor do mundo, a questão ambiental tem sido a grande responsável pela geração de produtos novos. A construção de obras de infraestrutura é um dos maiores consumidores de recursos naturais, gerando uma enorme quantidade de resíduos, acaba também por ser um setor causador do impacto ambiental. Tais resíduos, se descartados de maneira incorreta geram problemas ambientais, em contraponto o descarte em aterros sanitários tem um custo bastante elevado. Partindo dessas premissas, buscar a utilização de resíduos como matéria prima para a indústria da construção de obras de infraestrutura é o objetivo global desta pesquisa, visando benefícios ambientais e econômicos. Para tal, foram utilizados a cinza volante, obtida através da queima do carvão nas termelétricas e rica em sílica e alumina e a cal de carbureto, oriunda da produção do gás acetileno e que possui grande quantidade de óxido de cálcio. Através de ensaios de laboratório, busca-se nesta pesquisa avaliar a influência da quantidade de cal e da porosidade, isoladamente, na durabilidade, resistência à tração e resistência à compressão e a relação resistência à tração/resistência à compressão, objetiva-se ainda avaliar a utilização do parâmetro porosidade/teor volumétrico de cal na estimativa de resistência e verificar a existência de uma relação única para este parâmetro versus a perda de massa acumulada/número de ciclos. Para isto, foram escolhidos os pesos específicos aparentes secos de 10,6, 11,6 e 12,6 kN/m³ com os respectivos teores de umidade de 36,6%, 31,3% e 25 %, sendo os teores de cal de carbureto adotados de 5, 8 e 11%. Todas as amostras foram curadas por um período de 28 dias em câmara úmida a 23°C. Os resultados apontam que o incremento da quantidade de cal e do peso específico aparente seco provocam aumentos na resistência à tração por compressão diametral, na resistência à compressão simples e na durabilidade da mistura. A utilização de um expoente como ajuste para a relação porosidade/teor volumétrico de cal [η/( ) , ] apresentou-se adequada para a formulação de equações para a previsão da resistência do material cimentado e para a estimativa da perda de massa acumulada/número de ciclos. Além disso, a existência de relações únicas para o controle da resistência à tração na compressão diametral e da resistência à compressão simples em função da porosidade e teor volumétrico de cal mostraram-se úteis para as formulações de dosagem. / The environmental issue is increasingly been responsible for the generation of new products. Infrastructure construction is one of the largest consumers of natural resources. Looking for the use of industrial residues as material for the construction industry is the overall objective of this research, aiming at environmental and economic benefits. For this, present study has used fly ash (obtained by burning coal in thermoelectric power plants) and carbide lime (originated from the production of acetylene gas) to fabricate a novel material. Through laboratory tests, one aim in this research was to evaluate the influence of the amount of lime and porosity of the blend on durability, splitting tensile strength and unconfined compressive strength, as well as on tensile/compressive ratio. Another objective was to further evaluate the use of the porosity/lime index in the estimation of strength and checking for a unique relationship for this parameter versus accumulated loss of mass/number of cycles. For such study were chosen dry unit weights of 10.6 kN/m³, 11.6 kN/m³ and 12.6 kN/m³ with the respective moisture contents of 36.6%, 31.3% and 25.0% and carbide lime contents of 5%, 8% and 11%. All samples were cured for a period 28 days in a moist chamber at 23°C. The results show that increasing dry unit weight and the amount of carbide lime cause increases in durability and splitting tensile and unconfined compressive strength of the studied blends. The use of an exponent as an adjustment to the porosity/lime index [η/( ) . ] showed to be appropriate for formulating equations for predicting the strength of cemented material and to estimate the accumulated loss of mass/number of cycles. Furthermore, the existence of unique relationships for the control of splitting tensile tests and unconfined compression strength as a function of porosity and volumetric lime content proved useful for the dosage formulations.

A aplicação prática de resíduos industriais, como cinza volante proveniente da queima de carvão, em bases e sub-bases de rodovias, é de grande interesse para engenheiros geotécnicos, uma vez que reduz o consumo de recursos naturais e oferece um destino a esses resíduos. Nesse sentido, esta dissertação de mestrado avalia o desempenho de misturas cinza volante-cal submetidas a condições climáticas extremas. Foram analisadas as propriedades resistência, rigidez e durabilidade de misturas de cinza volante (25%) com areia de Osório, comparando-se ciclos de molhagem-secagem com ciclos de congelamento-degelo. Para isso variou-se: o teor de cal hidratada (3%, 5%, 7%), o grau de compactação (14,0 kN/m³, 15,0 kN/m³, 16,0 kN/m³), a adição de 0,5% de cloreto de sódio (NaCl) como catalisador e a adição de 0,5% de fibras de polipropileno. Foi estudada a influência da temperatura (23°C e 40°C) em um período de 7 dias de cura, chegando-se à conclusão que o aumento de temperatura proporciona elevados ganhos de durabilidade por congelamento e degelo, resistência e rigidez, assim como a adição de sal e fibras de polipropileno Visando ampliar esta pesquisa foi proposta a troca da matriz da mistura (areia de Osório) por fresado (RAP) e a cal hidratada pela cal de carbureto. Para esse novo tipo de mistura, também foi realizado ensaios triaxiais para análise do comportamento tensão-deformação em relação a adição de 0,5% de NaCl, onde percebeu-se um aumento de 3,4° no ângulo de atrito e de 42,8 kPa no intercepto coesivo. As misturas de RAP e cal de carbureto obtiveram melhores resultados de resistência por compressão e durabilidade do que as misturas com areia de Osório e cal dolomítica, para a mesma temperatura de cura. Posteriormente constatou-se que a perda de massa acumulada após os referidos tipos de ciclos é controlada pelo índice porosidade (η)/teor volumétrico de cal (Liv), para ambas as misturas. Além disso, percebeu-se que menores perdas de massa acumulada foram obtidas para os ciclos de molhagem e secagem comparados aos ciclos de congelamento e degelo, tanto para as misturas com areia quanto para as misturas com RAP. / The practical application of industrial residues, such as coal fly ash, on bases and sub-bases of highways, is of great interest to geotechnical engineers, since it reduces the consumption of natural resources and gives a destination to these residues. In this sense, this master's thesis evaluates the performance of coal fly ash-lime mixtures under extreme climatic conditions. Was analysed the impact of the hydrated lime content (3%, 5%, 7%), the degree of compaction (14.0 kN/m³, 15.0 kN/m³, 16.0 kN/m³), the addition of 0.5% sodium chloride (NaCl) as a catalyst and the addition of 0.5% polypropylene fibers, on strength, stiffness and durability (comparing freezing-thawing to wetting-drying cycles), in fly ash mixtures (25%) with Osório sand. The influence of temperature (23 °C and 40 °C) in a period of 7 days of cure was also studied, this increase in temperature has been shown to provide high durability (for freezeing-thawing cycles), strength and stiffness gains, as well as addition of salt and polypropylene fibers. In order to extend this research, it was propose the exchange of the matrix’s mixture (Osório sand) by reclaimed asphalt paving (RAP) and lime hydrated by carbide lime For this new type of mixture, triaxial tests are also performed to analyze the stress-strain behavior in relation to the addition of 0.5% NaCl, where a 3.4° increase in the friction angle was observed, and 42.8 kPa in the cohesive intercept. The mixtures of RAP and carbide lime obtained better strength and durability results than mixtures with Osório sand and dolomitic lime, for the same cure temperature. Subsequently, It was verified that the accumulated loss of after these kinds of cycles is controlled by the index of porosity (η) / volumetric content of lime (Liv), for both mixtures. Besides that, lower losses of accumulated mass was observed for the wetting and drying cycles, compared to the freezing and thawing cycles.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-03T12:30:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoSinterizacaoReator.pdf: 5954440 bytes, checksum: 6f6d44fd2997bdccb18bce32d5521140 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-07T16:42:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoSinterizacaoReator.pdf: 5954440 bytes, checksum: 6f6d44fd2997bdccb18bce32d5521140 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T16:42:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoSinterizacaoReator.pdf: 5954440 bytes, checksum: 6f6d44fd2997bdccb18bce32d5521140 (MD5) Previous issue date: 2016-05-19 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os agregados sintéticos vêm sendo empregados na construção civil como uma medida para redução do extrativismo mineral. Dentro desse contexto, a reciclagem de resíduos industriais configurasse hoje como a base da maioria dos processos de redução da exploração dos recursos minerais. Este trabalho apresenta a formulação de um processo de caráter ambiental e autossustentável do ponto de vista energético, parâmetros para desenvolver um processo para produção de agregado sintético a partir de cinza volante e biomassa, em reator de leito fixo. Dessa forma, para a produção do agregado foram confeccionadas pelotas com uma mistura de argila, cinza volante e carvão vegetal em proporções fixas. Preencheu-se o reator com 20% de pelotas (6,35 mm > pelota ≥ 4 mm) e 80% de carvão vegetal (3,36 mm > carvão ≥ 1,70 mm) classificados para promover a eficiência das reações de combustão e consequente processo de sinterização em diferentes velocidades de ar (Darcy a 20 ºC) de 0,0059 m.s-1 (1º Experimento), 0,0098 m.s-1 (2º Experimento) e 0,017 m.s-1 (3º Experimento). Por meio de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura foi identificada a presença de mulita no agregado sintético. Este material é caracterizado como agregado leve, de acordo com as normas vigentes. Com os agregados sintéticos fabricou-se concretos leves, segundo a norma estabelecida, sem função estrutural na construção civil, mas com aplicações de resistência moderada, podendo ser utilizados em contrapiso. O processo se mostrou interessante para a sinterização de agregados com boa aderência à matriz de cimento, podendo ser facilmente controlado pela composição, granulometria, gradiente de temperatura e fluxo gasoso, reduzindo os impactos ambientais, à medida que o material produzido implica na não extração de agregados naturais. / The synthetic aggregates have been employed in civil construction as a measure for the reduction of mineral extraction. Within this context, the recycling of industrial waste configured today as the basis of the majority of processes to reduce the exploitation of mineral resources. This paper presents the formulation of a process of environmental character and self-sustaining from an energy point of view parameters to develop a process for the production of synthetic aggregate from fly ash and biomass fixed bed reactor. Thus, for the production of aggregate pellets were made from a mixture of clay, fly ash and charcoal in fixed proportions. The reactor is filled with 20% pellets (6.35 mm > pellet ≥ 4 mm) and 80% charcoal (3.36 mm > carbon ≥ 1.70 mm) rated for promoting the efficiency of combustion reactions and subsequent sintering process at different air velocities (Darcy at 20 °C) of 0.0059 m.s-1 (1º Experiment), 0.0098 m.s-1 (2º Experiment) and 0.017 m.s-1 (3º Experiment). By means of X-ray diffraction and scanning electron microscopy was identified the presence of mullite in synthetic aggregate. This material is characterized as lightweight aggregate, in accordance with current standards. With synthetic aggregates manufactured to lightweight concrete, according to the established standard, without structural function in civil construction, but with applications of moderate resistance and may be used in the counterfloor. The process if showed interesting for the sintering of aggregates with good adhesion to the matrix of cement, and can easily be controlled by composition, granulometry, temperature gradient and gaseous flow, reducing environmental impacts, to the extent that the material produced implies in not extraction of natural aggregates.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T14:44:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciaAditivoPolimerico.pdf: 2018043 bytes, checksum: a406f2a853c1d90aabe95e5973eb2e0e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-15T12:25:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciaAditivoPolimerico.pdf: 2018043 bytes, checksum: a406f2a853c1d90aabe95e5973eb2e0e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T12:25:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_InfluenciaAditivoPolimerico.pdf: 2018043 bytes, checksum: a406f2a853c1d90aabe95e5973eb2e0e (MD5) Previous issue date: 2015-05-12 / As argamassas são consideradas como um sistema particulado em suspensão com agregado miúdo, aglomerante, água e aditivo polimérico constituinte orgânico. Fatores como granulometria, teor de cimento, cinza e aditivo em sua composição influenciam nas propriedades da argamassa tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. Foi realizado o estudo reológico e de ensaio mecânico em argamassa elaborada para assentamento e revestimentos pela incorporação do aproveitamento de rejeito da construção civil (RCC) como agregado miúdo e cinza volante resíduo mineral proveniente da combustão das caldeiras da empresa HYDRO ALUNORTE. O presente trabalho visa desenvolver uma argamassa modificada por polimero que possua como aglomerante Cimento Portland CPII E-32RS e cinza volante e como agregado miúdo areia e RCC aditivada por poliacetato de vinila (PVA). Foi realizado o estudo da influência do cimento, da cinza, da granulométrica dos agregados e do uso de aditivo polimérico PVA nas propriedades da argamassa. Os materiais foram submetidos à caracterização física e química através de análise granulométrica, fluorescência de raio-x e FTIR. Na elaboração dos corpos de provas foi realizado o estudo de 6 traços com 5% em massa de cimento e 3 traços com 10% em massa de cimento, ambos com diferentes teores de cinza, areia, RCC e mantendo quantidade de cimento portland constante. Ainda foi avaliado a comparação das propriedades mecânicas e reológicas dos traços com e sem PVA. Os traços no estado fresco foram submetidos a ensaio reológico. Após 28 dias de cura os corpos de prova dos traços já no estado endurecido foram submetidos a ensaios de resistência mecânica a compressão, massa especifica, absorção aparente e porosidade aparente. A pesquisa demonstrou que o emprego de aditivo polimérico a base de PVA melhorou as propriedades mecânicas da argamassa elaborada com rejeitos industriais além de garantir comportamento reológico satisfatório para possível aplicação da mesma na construção civil. / Mortars are considered to be particulate systems in suspension with fine aggregate, binder, water and organic polymeric additive. Factors such as granulometry, cement, ash and additive contents in their composition influence mortar properties in both the fresh and hardened states. A rheological study and mechanical test were performed on mortar prepared for floors and coatings through incorporating civil construction wastes (RCC) such as fine aggregate and fly ash, a mineral waste derived from combustion in boilers at the HYDRO ALUNORTECompany. This study seeks to develop a polymeric mortar that uses CPII E-32RS Portland cement andflyashas binders and fine sand and RCC with polyvinyl acetate (PVA) as aggregates. A study was performed on the influence of cement, ash, granulometry of aggregates and use of PVA based-polymeric additives on mortar properties.The materials were submitted to physical and chemical characterization using granulometric analysis, X-ray fluorescence and FTIR. In preparing the specimens, 6 formulas with 5% cement and 3 formulas with 10% cement were used, both with different levels of ash, sand and RCC andmaintaining a constant level of Portland cement content. A comparison of the mechanical and rheological properties of formulas with and without PVA was also made.Formulas in a fresh state were submitted to rheological tests. After 28 days of curing specimens of these formulas, by then in a hardened state, were submitted to tests for mechanical resistance to compression, specific mass, apparent absorption and apparent porosity. The research demonstrated that employing a PVA-based polymeric additive improved the mechanical properties of the mortar prepared with industrial wastes, as well as guaranteeing satisfactory rheological behavior for possible applications of such mortars in civil construction.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:21:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:58:38Z : No. of bitstreams: 1 143748.pdf: 1604063 bytes, checksum: ac0b4fc7042d669fea655930b2eb4398 (MD5)

Assunto cada vez mais em pauta nos foros nacionais e internacionais e nas comunidades ao redor do mundo, a questão ambiental tem sido a grande responsável pela geração de produtos novos. A construção de obras de infraestrutura é um dos maiores consumidores de recursos naturais, gerando uma enorme quantidade de resíduos, acaba também por ser um setor causador do impacto ambiental. Tais resíduos, se descartados de maneira incorreta geram problemas ambientais, em contraponto o descarte em aterros sanitários tem um custo bastante elevado. Partindo dessas premissas, buscar a utilização de resíduos como matéria prima para a indústria da construção de obras de infraestrutura é o objetivo global desta pesquisa, visando benefícios ambientais e econômicos. Para tal, foram utilizados a cinza volante, obtida através da queima do carvão nas termelétricas e rica em sílica e alumina e a cal de carbureto, oriunda da produção do gás acetileno e que possui grande quantidade de óxido de cálcio. Através de ensaios de laboratório, busca-se nesta pesquisa avaliar a influência da quantidade de cal e da porosidade, isoladamente, na durabilidade, resistência à tração e resistência à compressão e a relação resistência à tração/resistência à compressão, objetiva-se ainda avaliar a utilização do parâmetro porosidade/teor volumétrico de cal na estimativa de resistência e verificar a existência de uma relação única para este parâmetro versus a perda de massa acumulada/número de ciclos. Para isto, foram escolhidos os pesos específicos aparentes secos de 10,6, 11,6 e 12,6 kN/m³ com os respectivos teores de umidade de 36,6%, 31,3% e 25 %, sendo os teores de cal de carbureto adotados de 5, 8 e 11%. Todas as amostras foram curadas por um período de 28 dias em câmara úmida a 23°C. Os resultados apontam que o incremento da quantidade de cal e do peso específico aparente seco provocam aumentos na resistência à tração por compressão diametral, na resistência à compressão simples e na durabilidade da mistura. A utilização de um expoente como ajuste para a relação porosidade/teor volumétrico de cal [η/( ) , ] apresentou-se adequada para a formulação de equações para a previsão da resistência do material cimentado e para a estimativa da perda de massa acumulada/número de ciclos. Além disso, a existência de relações únicas para o controle da resistência à tração na compressão diametral e da resistência à compressão simples em função da porosidade e teor volumétrico de cal mostraram-se úteis para as formulações de dosagem. / The environmental issue is increasingly been responsible for the generation of new products. Infrastructure construction is one of the largest consumers of natural resources. Looking for the use of industrial residues as material for the construction industry is the overall objective of this research, aiming at environmental and economic benefits. For this, present study has used fly ash (obtained by burning coal in thermoelectric power plants) and carbide lime (originated from the production of acetylene gas) to fabricate a novel material. Through laboratory tests, one aim in this research was to evaluate the influence of the amount of lime and porosity of the blend on durability, splitting tensile strength and unconfined compressive strength, as well as on tensile/compressive ratio. Another objective was to further evaluate the use of the porosity/lime index in the estimation of strength and checking for a unique relationship for this parameter versus accumulated loss of mass/number of cycles. For such study were chosen dry unit weights of 10.6 kN/m³, 11.6 kN/m³ and 12.6 kN/m³ with the respective moisture contents of 36.6%, 31.3% and 25.0% and carbide lime contents of 5%, 8% and 11%. All samples were cured for a period 28 days in a moist chamber at 23°C. The results show that increasing dry unit weight and the amount of carbide lime cause increases in durability and splitting tensile and unconfined compressive strength of the studied blends. The use of an exponent as an adjustment to the porosity/lime index [η/( ) . ] showed to be appropriate for formulating equations for predicting the strength of cemented material and to estimate the accumulated loss of mass/number of cycles. Furthermore, the existence of unique relationships for the control of splitting tensile tests and unconfined compression strength as a function of porosity and volumetric lime content proved useful for the dosage formulations.

A aplicação prática de resíduos industriais, como cinza volante proveniente da queima de carvão, em bases e sub-bases de rodovias, é de grande interesse para engenheiros geotécnicos, uma vez que reduz o consumo de recursos naturais e oferece um destino a esses resíduos. Nesse sentido, esta dissertação de mestrado avalia o desempenho de misturas cinza volante-cal submetidas a condições climáticas extremas. Foram analisadas as propriedades resistência, rigidez e durabilidade de misturas de cinza volante (25%) com areia de Osório, comparando-se ciclos de molhagem-secagem com ciclos de congelamento-degelo. Para isso variou-se: o teor de cal hidratada (3%, 5%, 7%), o grau de compactação (14,0 kN/m³, 15,0 kN/m³, 16,0 kN/m³), a adição de 0,5% de cloreto de sódio (NaCl) como catalisador e a adição de 0,5% de fibras de polipropileno. Foi estudada a influência da temperatura (23°C e 40°C) em um período de 7 dias de cura, chegando-se à conclusão que o aumento de temperatura proporciona elevados ganhos de durabilidade por congelamento e degelo, resistência e rigidez, assim como a adição de sal e fibras de polipropileno Visando ampliar esta pesquisa foi proposta a troca da matriz da mistura (areia de Osório) por fresado (RAP) e a cal hidratada pela cal de carbureto. Para esse novo tipo de mistura, também foi realizado ensaios triaxiais para análise do comportamento tensão-deformação em relação a adição de 0,5% de NaCl, onde percebeu-se um aumento de 3,4° no ângulo de atrito e de 42,8 kPa no intercepto coesivo. As misturas de RAP e cal de carbureto obtiveram melhores resultados de resistência por compressão e durabilidade do que as misturas com areia de Osório e cal dolomítica, para a mesma temperatura de cura. Posteriormente constatou-se que a perda de massa acumulada após os referidos tipos de ciclos é controlada pelo índice porosidade (η)/teor volumétrico de cal (Liv), para ambas as misturas. Além disso, percebeu-se que menores perdas de massa acumulada foram obtidas para os ciclos de molhagem e secagem comparados aos ciclos de congelamento e degelo, tanto para as misturas com areia quanto para as misturas com RAP. / The practical application of industrial residues, such as coal fly ash, on bases and sub-bases of highways, is of great interest to geotechnical engineers, since it reduces the consumption of natural resources and gives a destination to these residues. In this sense, this master's thesis evaluates the performance of coal fly ash-lime mixtures under extreme climatic conditions. Was analysed the impact of the hydrated lime content (3%, 5%, 7%), the degree of compaction (14.0 kN/m³, 15.0 kN/m³, 16.0 kN/m³), the addition of 0.5% sodium chloride (NaCl) as a catalyst and the addition of 0.5% polypropylene fibers, on strength, stiffness and durability (comparing freezing-thawing to wetting-drying cycles), in fly ash mixtures (25%) with Osório sand. The influence of temperature (23 °C and 40 °C) in a period of 7 days of cure was also studied, this increase in temperature has been shown to provide high durability (for freezeing-thawing cycles), strength and stiffness gains, as well as addition of salt and polypropylene fibers. In order to extend this research, it was propose the exchange of the matrix’s mixture (Osório sand) by reclaimed asphalt paving (RAP) and lime hydrated by carbide lime For this new type of mixture, triaxial tests are also performed to analyze the stress-strain behavior in relation to the addition of 0.5% NaCl, where a 3.4° increase in the friction angle was observed, and 42.8 kPa in the cohesive intercept. The mixtures of RAP and carbide lime obtained better strength and durability results than mixtures with Osório sand and dolomitic lime, for the same cure temperature. Subsequently, It was verified that the accumulated loss of after these kinds of cycles is controlled by the index of porosity (η) / volumetric content of lime (Liv), for both mixtures. Besides that, lower losses of accumulated mass was observed for the wetting and drying cycles, compared to the freezing and thawing cycles.