Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-08-07T11:57:52Z No. of bitstreams: 1 Elenize Ferreira Maciel.pdf: 3841486 bytes, checksum: 9a3420d2d48e3deb4c30dfb972dfe8cc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-07T11:57:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elenize Ferreira Maciel.pdf: 3841486 bytes, checksum: 9a3420d2d48e3deb4c30dfb972dfe8cc (MD5) Previous issue date: 2015-03-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Atualmente a busca por alternativas que minimizem o consumo de matérias-primas e energia e, consequentemente leva à redução de custos, exige estudos voltados para as questões ambientais. Por isso, cada vez mais, pesquisas científicas e tecnológicas estão sendo realizadas visando encontrar maneiras dos resíduos voltarem para o ciclo produtivo e, com isso, reduzirem sua geração e disposição em aterros industriais. Com o advento da industrialização e da variedade de resíduos contendo metais pesados, como o cromo (Cr) presente em solos ou efluentes industriais, estes são estabilizados pela imobilização de seus teores, utilizando-se a técnica de estabilização por solidificação (E/S) em matrizes de concreto. Apesar disso, a forma de tratamento de um resíduo pode causar impactos ambientais negativos, devido ao tipo de resíduo, tecnologia utilizada e seu emprego como novo material a partir do uso combinado do resíduo com a matéria-prima e, até mesmo, com outros tipos de resíduos. Observa-se que as normas brasileiras existentes atualmente para analisar resíduos estão sendo utilizadas para avaliar os produtos provenientes da E/S, onde geralmente simulam situações de disposição final em aterro, somente focando no resíduo, não considerando o real comportamento destes produtos ao longo do seu uso. Neste contexto, o objetivo geral desta pesquisa é avaliar o método Unisinos/Inovatec para a obtenção de extrato lixiviado em produtos estabilizados e solidificados (E/S) com Cr em matriz de concreto de cimento Portland, com vistas ao emprego na avaliação ambiental de materiais e componentes da construção civil. Para isso, foram confeccionados corpos de prova com e sem adição de 2% de óxido de cromo (Cr2O3), os quais foram submetidos a testes de lixiviação por imersão e irrigação. As propriedades do concreto foram avaliadas através dos ensaios de abatimento do tronco de cone, resistência à compressão e porosimetria. A caracterização química das amostras de pasta de cimento foi realizada através de análises de DRX, MEV, ICP-OES e pH. A água deionizada e o ácido utilizados na solução lixiviante, assim como os extratos lixiviados coletados nos tanques dos testes de imersão e irrigação foram analisados por ICP-OES. A partir dos resultados obtidos nos dois testes de lixiviação, por imersão e por irrigação, foi verificado o encapsulamento de 99,99% do Cr no concreto. As duas formas de avaliação da lixiviação de Cr total em monólitos de concreto, durante a fase de uso, apresentaram encapsulamento do Cr no 1º ciclo de lixiviação, o mesmo não sendo mais detectado nos próximos ciclos. A proposta do Método Unisinos/Inovatec para obtenção de extrato lixiviado em concretos com Cr teve a mesma tendência de comportamento observada em estudo com cerâmica vermelha. Entre outros, este fato pode ser considerado como um aspecto positivo para a adoção da proposta do Método, tendo em vista a avaliação ambiental da incorporação de resíduos em componentes de construção civil. / Nowadays the search for alternatives that minimize the consumption of raw materials and energy and thus reduce costs requires studies focused on environmental issues. Therefore, increasingly, scientific research and technology are being conducted to find ways of waste back to the production cycle and thus reduce their generation and disposal in landfills. With the industrialization and the variety of wastes containing heavy metals such as chromium (Cr), present in soil or industrial wastewater, these are stabilized by immobilization of its contents, using a solidification by solidification (S/S) technique in concrete matrix. Nevertheless, the way how the waste is treated can cause negative environmental impacts due to the waste type, technology used and its use as new material from the combined use of the residue with the raw material and even with other waste. It is observed that the existing Brazilian standards today to analyze waste are being used to evaluate the products from the S/S which usually simulate final disposal situations in landfill, only focusing on waste, not considering the actual behavior of these products, over its use. In this context, the aim of this study is to evaluate the Unisinos/Inovatec method for obtaining leached extract stabilized and solidified products (S/S) analyzing the Cr in cement concrete matrix, , overlooking to employment in the environmental assessment of materials and construction components. For this, specimens were prepared with and without addition of 2% chromium oxide (Cr2O3) and were subjected to leaching tests by immersion and irrigation. The concrete properties were evaluated through the Slump test, compressive strength and porosimetry. The chemical characterization of cement paste samples was made through analysis of XRD, SEM, ICP-OES and pH. The deionized water used in the acid leaching solution, and leaching extracts collected in the immersion and irrigation tests were analyzed by ICP-OES. From the results obtained in the two leaching tests, by immersion and irrigation, it was found that 99.99% of Cr was encapsulated. The proposed Unisinos/Inovatec method for obtaining leached extract in concrete with Cr showed the same trend of behavior observed in a study with red ceramic. Among others, this fact can be considered as a positive aspect to the adoption of the proposed method, in view of the environmental assessment of the incorporation of waste in construction components.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Bi12GeO20 (BGO) belongs to the family of sillenite crystals BMO, where M = Ge, Si, Ti. These compounds exhibit remarkable photorefractive e ect and therefore are used in the development of information and image storage technologies, holography, ampli cation of luminous signals and dynamic interferometry. One of the strategies used to enhance the properties of interest of these sillenites is doping. The defects can create photorefractive centers in the matrix, introducing energy levels within the gap, in uencing the electronic and optical properties of the selenites. Experimental work reported a curious behavior when using transition metal ions (TMI) as dopants. Most of the TMIs, including Cr ions, are allocated at the high symmetry site Ge4+, with the exception of Cu2+ which enters into the matrix at the low symmetry site of Bi3+. This is a surprising fact due to the di erence between ionic radii and charge states of the dopants and the substitution ion Ge4+. In this work the LAPW method, based on the DFT theory and implemented in the WIEN2k program, was used to study the electronic, structural and energetic properties of pure BGO and doped BGO with chromium ions. In the study of doped cases, Cr ions were inserted at the substitutional sites of Ge4+ and Bi3+ The calculations were performed for neutral and charged systems. The approximations for correlation and exchange e ects were made through GGA-PBE and mBJ potentials. Were performed calculations of lattice parameter optimization, relaxation of atomic positions, state density, Bader charge and formation energies of defects. It was possible to nd the lattice parameter, and the band gap energy os the BGO pure, to analyse the way how the neighbourhood of the substitutional site behaves with the presence of the defect and nd the states that populate the valence and conduction bands of the studies cases. These data were taking into account to measure the ions valence. The results of the modeling showed that Cr prefers to accommodate in the BGO matrix with Cr3+/4+ valences. The preferential accommodation site of Cr3+ is Bi3+, which didn't meet with what has been reported experimentally in the literature. / O Bi12GeO20 (BGO) pertence a fam lia de cristais silenitas do tipo BMO, onde M = Ge, Si, Ti. Tais compostos apresentam um not avel efeito fotorrefrativo e por isso s~ao utilizados no desenvolvimento de tecnologias de armazenamento de informa c~oes e imagens, hologra a, amplia c~ao de sinais luminosos e interferometria din^amica. Uma das estrat egias utilizadas para potencializar as propriedades de interesse dessas silenitas e a dopagem. Os defeitos podem criar centros fotorrefrativos na matriz, introduzindo n veis de energias dentro do gap e in uenciar nas propriedades eletr^onicas e opticas das silenitas. Trabalhos experimentais relataram um comportamento curioso ao se utilizar ons de metais de transi c~ao (TMI) como dopantes. A maior parte dos TMIs, incluindo os ons de Cr, s~ao alocados no s tio de alta simetria Ge4+, com exce c~ao do Cu2+ que se insere na matriz no s tio de baixa simetria do Bi3+. Esse e um fato surpreendente devido a diferen ca entre raios i^onicos e estados de carga dos dopantes e do on substitucional Ge4+. Neste trabalho foi utilizado o m etodo LAPW, baseado na teoria DFT e implementado no programa WIEN2k, para estudar as propriedades eletr^onicas, estruturais e energ eticas do BGO puro e dopado com ons de cromo. No estudo de casos dopados, os ons de Cr foram inseridos nos s tios substitucionais Ge4+ e Bi3+. Os c alculos foram executados para sistemas neutros e carregados. As aproxima c~oes para os efeitos de correla c~ao e troca foram feitas atrav es do funcional GGA-PBE e do potencial mBJ. Foram realizados c alculos de otimiza c~ao de par^ametro de rede, relaxa c~ao de posi c~oes at^omicas, densidade de estados, carga de Bader e energias de forma c~ao de defeito. Foi poss vel encontrar o par^ametro de rede, a energia de gap do BGO puro, analisar a forma como a vizinhan ca do s tio substitucional se comporta com a presen ca do defeito e encontrar os estados que populam as bandas de val^encia e condu c~ao dos casos estudados. Esses dados foram levados em conta para aferir a val^encia dos ons. Os resultados das modelagens mostraram que o Cr prefere se acomodar na matriz do BGO com val^encias Cr3+/4+. O s tio de acomoda c~ao preferencial do Cr3+ e o Bi3+, o que vai de encontro ao que foi relatado experimentalmente na literatura. / São Cristóvão, SE