Ensaios de queda livre em trens de pouso são mandatórios tanto na fase de desenvolvimento, quanto na fase de qualificação e certificação do produto. Este trabalho propõe um método para avaliar projetos de trens de pouso do tipo balacim com relação ao comportamento dinâmico obtido nos ensaios de queda livre. Através de pesquisas junto a diferentes equipes de engenharia e estudos de literaturas especializadas foi possível elaborar um processo para avaliar projetos de trem de pouso. O desenvolvimento do trabalho consistiu basicamente em três etapas: Primeiramente foi construído um modelo multicorpos de um trem de pouso do tipo balacim. Em seguida foram determinadas as curvas de força do gás e a de restrição hidráulica do amortecedor, a qual representa a resistência hidráulica de um orifício variável. Estas curvas foram implementadas no modelo capacitando-o a reagir com o comportamento dinâmico adequado durante as simulações. A curva resultante da soma das forças do gás e hidráulica obtida em cada queda simulada equivale ao comportamento de força a ser reproduzido pelo protótipo durante os ensaios de queda livre, estabelecendo uma referência a ser alcançada pelo trem de pouso. Por ultimo, foram realizadas simulações de quedas e foi aplicada a metodologia do projeto fatorial 2k para varrer todas as possíveis condições de testes. As cargas resultantes de cada queda foram registradas e o tratamento dos dados possibilitou identificar uma seqüência de testes para ajustar o protótipo (através do orifício hidráulico) de maneira a reproduzir a curva predita pelo modelo. Assim foi realizado um planejamento do ensaio reduzindo a quantidade de quedas em cerca de 80% com relação ao ensaio convencional. Portando, a proposta do método apresentado para avaliar o protótipo consiste realizar a seqüência de quedas obtida pela aplicação do projeto fatorial 2k e ajustar o protótipo para reproduzir a curva de força resultante em cada queda.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1 Iniciais.pdf: 138155 bytes, checksum: cac6a699eb19e2acd3170263589eb487 (MD5) Previous issue date: 2007-11-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Slurries containing Portland cement concrete are generated from concrete mixer trucks and other concrete-coated equipment in concrete washout area. This work presents some of the results of an investigation on the possible applications of aggregates from recycled concrete mixer trucks waste (WCA) in concrete. The investigation was carried out using factorial design of experiments coupled with response surface methodology. For the study, the physical and mechanical properties of concrete produced with recycled aggregate were investigated and the results are presented. While experimenting with fresh and hardened concrete, mixtures were prepared using WCA as the replacement of natural fine aggregate at the level 10, 20 and 30 wt.% with water/cement ratios of 0.40, 0.50 and 0.60. The mixtures were cured for periods of 7 and 28 days. Properties of fresh recycled aggregate concrete were evaluated. The analyses of specific mass, and of the consistency index were carried out in the fresh concrete. The properties of hardened recycled aggregate concrete were examined: 7-day and 28-day compressive strength and water absorption were determined. The necessary data for establishing a mix proportion design and a quality control method were collected. Such statistical modeling is discussed against qualitative X-ray diffraction and microstructures of some selected samples, studied using SEM. Empirical equations, surfaces and contour plots for the physical-mechanical properties of fresh and hardened concrete were obtained via regression analysis. The consistency index decreased with the increase in the content of WCA. Specific mass obtained was lower than that of concrete with natural aggregate. A given 28-day compressive strength (32 MPa to 44 MPa) can be achieved at several water/cement ratios and replacement contents, thus producing an economical mixture concrete with recycled aggregate waste and lower natural aggregate content. The results from confirmation experiments validate the prediction from the statistical approach. XRD and SEM analyses results indicate the presence of quartz, calcite, ettringite, portlandite, and silicates in recycled concretes. / Este trabalho apresenta os resultados da investigação do uso de um resíduo proveniente de lamas de rejeitos de concreto (RLC) como parte do agregado miúdo na produção de concretos. As lamas são provenientes da lavação dos caminhões misturadores de concreto e outros equipamentos em central de concreto usinado. O estudo foi realizado adotando-se o projeto fatorial 32 acoplado com técnicas de metodologia de superfícies de resposta. Foram preparados concretos usando RLC em níveis de 10%, 20% e 30% (em massa), em substituição ao agregado miúdo natural, com os níveis de relação água/cimento de 0,40, de 0,50 e 0,60. As misturas foram curadas por períodos de 7 e 28 dias. Para o concreto com RLC no estado fresco foram avaliadas as propriedades massa específica e índice de consistência. As propriedades do concreto com RLC no estado endurecido avaliadas foram a resistência à compressão (7 e 28 dias) e absorção de água aos 28 dias. Os resultados obtidos através da metodologia estatística foram confrontados com as análises de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram obtidas equações empíricas, gráficos de superfície de resposta e de contorno para as propriedades físico-mecânicas do concreto com RLC no estado fresco e endurecido, por meio de análise de regressão. A consistência diminuiu paralelamente com o aumento da quantidade de RLC incorporado em substituição ao agregado natural. A massa específica do concreto contendo RLC foi menor do que no concreto sem RLC. Foi possível obter concretos com resistências à compressão aos 28 dias de 32 MPa a 44 MPa, para vários níveis de relação água/cimento e teores de substituição de RLC. Dessa forma, pode-se produzir um concreto econômico e ambientalmente viável, a partir da substituição dos agregados naturais por RLC nas dosagens estudadas. Os resultados dos ensaios de validação justificam o modelo estatístico adotado. As análises de DRX e de MEV indicaram a presença do quartzo, da calcita, da etringita, da portlandita, silicatos e porosidade em amostras de concretos selecionadas, de modo que foi possível relacionar as mesmas com a resistência à compressão

Ciclones são equipamentos largamente empregados na separação de partículas do ar ou na limpeza de gases de processos por ação da força centrífuga. Neste trabalho, um ciclone lavador modificado foi projetado, construído, e sua eficiência de coleta de partículas foi avaliada. O equipamento consiste de um ciclone separador tipo Americano com triplo cone, em cujo corpo cilíndrico foram introduzidos bicos nebulizadores de água. Graças a essa configuração ele pode ser usado em galpões industriais, apresenta facilidade de construção e operação e baixo custo. O autor projetou esse ciclone objetivando não somente a eficiência de coleta, mas também a compacidade, o baixo consumo de água e de eletricidade, a possibilidade de purificação de gases ou vapores tóxicos, e ainda, o resfriamento de gases quentes pela umidificação até a saturação, de acordo com os fundamentos da separação de poeiras empregada nos scrubbers úmidos. O estudo consistiu de uma avaliação experimental das condições de operação à temperaturas ambiente e superiores à ambiente, variando também a altura da chaminé e a vazão de água de umidificação da poeira. Os ensaios foram realizados em duas etapas. Na primeira, objetivou-se identificar as melhores condições de operação usando todo o potencial de variação do equipamento, e empregando um projeto fatorial de três fatores (three-way). A segunda etapa objetivou-se estimar a eficiência de coleta do ciclone lavador usando como poluente, partículas de quartzo micronizado com diâmetro médio de 7,48 µm. A concentração de partículas no gás foi de 20 a 100 mg/m3 de ar. Foi obtida uma eficiência média de 97.07±1.03 %, para 4 bicos nebulizadores, 4 aquecedores em funcionamento e altura da chaminé 645 mm, para uma vazão de gás 0,358 m3/s de gás. Concluindo a modificação do projeto aumento a eficiência de coleta de aproximadamente 70 % ,em ciclones secos, para 97,07 %. / Cyclones are devices widely employed to separate and collect particles from the air or for cleaning up gases for processes by the action of centrifugal force. In this work a modified cyclone washer was designed, fabricated, and its collection efficiency evaluated. This equipment consists of an Americantype cyclone separator with a triple cone into whose cylindrical body a spray nozzle was introduced. Thanks to its configuration, it can be used in industrial warehouses and is fairly simple to build and operate, as well as inexpensive. The author designed this cyclone with a view not only to efficiency but also compactness, low water and electricity consumption, the possibility of toxic gas or vapor absorption, the cooling of hot gases and aerosol humidification up to saturation, according to fundamentals of dust separation with wet scrubbers. The study consisted of an experimental evaluation of the operating conditions at ambient and higher than ambient temperatures, changing the chimney height and water flow rate, with the purpose of humidifying dust. The tests were carried out in two steps. The first step aimed to identify the best operating condition using the entire potential variation and employing a three-way factorial design. The second step aimed to estimate the efficiency of the cyclone washer was evaluated in the collection of micronized quartz particles with an average diameter of 7.48 µm. The amount of particles varied from 20 to 100 mg/m3 of air. An average efficiency of 97.07±1.03 % was obtained with four spray nozzles, with its four heaters turned on, chimney height of 0.645 m and 0.358 m3/s of gas. In conclusion, the design modification had increased the collection efficiency from about 70 %, in dry cyclones, to 97.07 %.

Ciclones são equipamentos largamente empregados na separação de partículas do ar ou na limpeza de gases de processos por ação da força centrífuga. Neste trabalho, um ciclone lavador modificado foi projetado, construído, e sua eficiência de coleta de partículas foi avaliada. O equipamento consiste de um ciclone separador tipo Americano com triplo cone, em cujo corpo cilíndrico foram introduzidos bicos nebulizadores de água. Graças a essa configuração ele pode ser usado em galpões industriais, apresenta facilidade de construção e operação e baixo custo. O autor projetou esse ciclone objetivando não somente a eficiência de coleta, mas também a compacidade, o baixo consumo de água e de eletricidade, a possibilidade de purificação de gases ou vapores tóxicos, e ainda, o resfriamento de gases quentes pela umidificação até a saturação, de acordo com os fundamentos da separação de poeiras empregada nos scrubbers úmidos. O estudo consistiu de uma avaliação experimental das condições de operação à temperaturas ambiente e superiores à ambiente, variando também a altura da chaminé e a vazão de água de umidificação da poeira. Os ensaios foram realizados em duas etapas. Na primeira, objetivou-se identificar as melhores condições de operação usando todo o potencial de variação do equipamento, e empregando um projeto fatorial de três fatores (three-way). A segunda etapa objetivou-se estimar a eficiência de coleta do ciclone lavador usando como poluente, partículas de quartzo micronizado com diâmetro médio de 7,48 µm. A concentração de partículas no gás foi de 20 a 100 mg/m3 de ar. Foi obtida uma eficiência média de 97.07±1.03 %, para 4 bicos nebulizadores, 4 aquecedores em funcionamento e altura da chaminé 645 mm, para uma vazão de gás 0,358 m3/s de gás. Concluindo a modificação do projeto aumento a eficiência de coleta de aproximadamente 70 % ,em ciclones secos, para 97,07 %. / Cyclones are devices widely employed to separate and collect particles from the air or for cleaning up gases for processes by the action of centrifugal force. In this work a modified cyclone washer was designed, fabricated, and its collection efficiency evaluated. This equipment consists of an Americantype cyclone separator with a triple cone into whose cylindrical body a spray nozzle was introduced. Thanks to its configuration, it can be used in industrial warehouses and is fairly simple to build and operate, as well as inexpensive. The author designed this cyclone with a view not only to efficiency but also compactness, low water and electricity consumption, the possibility of toxic gas or vapor absorption, the cooling of hot gases and aerosol humidification up to saturation, according to fundamentals of dust separation with wet scrubbers. The study consisted of an experimental evaluation of the operating conditions at ambient and higher than ambient temperatures, changing the chimney height and water flow rate, with the purpose of humidifying dust. The tests were carried out in two steps. The first step aimed to identify the best operating condition using the entire potential variation and employing a three-way factorial design. The second step aimed to estimate the efficiency of the cyclone washer was evaluated in the collection of micronized quartz particles with an average diameter of 7.48 µm. The amount of particles varied from 20 to 100 mg/m3 of air. An average efficiency of 97.07±1.03 % was obtained with four spray nozzles, with its four heaters turned on, chimney height of 0.645 m and 0.358 m3/s of gas. In conclusion, the design modification had increased the collection efficiency from about 70 %, in dry cyclones, to 97.07 %.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patrik Americo P Lopes.pdf: 19215385 bytes, checksum: b9a68e9cabd2bb83d1daa99db32ea92d (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Portland cement is a material used in large scale in Brazil and worldwide. However, its manufacturing process is attached to impacting environmental problems. Thus, the use of recyclable materials with pozzolanic characteristics has been studied to partially replace cement in applications such as mortars and concretes. Therefore, this work aims to study the effect of partial replacement of Portland cement with clay brick waste (CBW) on properties of lime-cement mortars (cement and hydrated lime) for building applications. A statistical study using a fractional factorial design 33-1 considered three factors and three levels for each factor, which were the residue content for cement mortars (%CBW of 10%, 25% and 40%), his particle size (PS of 125μm, 75μm and 45μm) and water/cement ratio (W/C of 2.50, 2.85 and 3.20). The properties measured were the consistency index for fresh and the compressive strength at various ages for hardened properties. The physical, chemical and microstructural characterizations of mortars with and without RPT were performed in order to correlate their mechanical and microstructural properties. Thus, the CBW has been shown to act as a pozzolanic material, with an addition of up to 40% could be performed without the physical and mechanical properties were impaired. The particle size was found to be important in the pozzolanicity of the waste, being more efficient at lower values than 75μm, inclusive. Through the characterization of the mortars was observed the consumption of calcium hydroxide, caused by the pozzolanic reaction of the CBW, forming the calcium silicate hydrate gel, increasing the density of the cementitious matrix and improving the cohesion between the elements of the mixture. / O cimento Portland é um material consumido em grande escala no Brasil e no mundo. Porém, seu processo de fabricação é ligado a problemas ambientais impactantes. Com isso, a utilização de materiais recicláveis, com características pozolânicas, vem sendo estudado para substituir parcialmente o cimento em aplicações como argamassas e concretos. Portanto, este trabalho tem como finalidade estudar o efeito da substituição parcial do cimento Portland por resíduo particulado de tijolo (RPT) nas propriedades de argamassas mistas (cimento e cal hidratada) para aplicação na construção civil. Um estudo estatístico utilizando um projeto fatorial fracionado 33-1 levou em consideração três fatores e três níveis para cada fator, os quais foram o teor de resíduo em substituição ao cimento (%RPT de 10%, 25% e 40%), o tamanho de partícula do resíduo (TP de 125μm, 75μm e 45μm) e o fator água/cimento (W/C de 2,50, 2,85 e 3,20). As propriedades medidas foram o índice de consistência para o estado fresco e a resistência à compressão em várias idades para o estado endurecido. A caracterização física, química e microestrutural das argamassas com e sem RPT foram realizadas a fim de correlacionar suas propriedades mecânicas e microestruturais. Com isso, o RPT se mostrou capaz de agir como material pozolânico, sendo que uma adição de até 40% pôde ser realizada, sem que as propriedades físicas e mecânicas fossem prejudicadas. A granulometria mostrou-se importante na pozolanicidade do resíduo, sendo mais eficiente em valores menores do que 75μm, incluindo este. Através da caracterização das argamassas foi observado o consumo do hidróxido de cálcio causado pela reação pozolânica do RPT, formando o gel de silicato de cálcio hidratado, densificando a matriz cimentícia e melhorando a coesão entre os elementos da mistura.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PRE-TEXTUAIS.pdf: 48578 bytes, checksum: 21f78cab7ee8f139f12bf814c8bfa87f (MD5) Previous issue date: 2010-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work describes the results of an investigation on the possible applications of ground waste calcined clay bricks (WCB) for use as an active partial replacement for Portland cement in mortars. The investigation has been carried out using a full factorial design for experimental design. For the study, the physical and mechanical properties along their durability of mortar produced with WCB were investigated and the results presented. Mortar mixtures were prepared using WCB as the partial replacement of Portland cement at the level 10%, 20% and 30 wt.% with water/cement ratios of 0.45, 0.55 and 0.65. The necessary data for establishing a mix proportion design and a quality control method are obtained. Properties of fresh (consistency index and specific gravity) and hardened (7-day, 28-day and 120-day compressive strength, 28-day water absorption and 28-day alkali content) mortars were evaluated on specimens. Such statistical modeling is discussed against qualitative X-ray diffraction and microstructures of some selected samples were studied using SEM. Several empirical equations, surface and contour plots for the physicalmechanical properties of fresh and hardened recycled mortar with WCB as replacement content were obtained via regression analysis. The influence of level of WCB on the properties has been established, and its suitability for use in a mortar application has been assessed. The consistency decreased in parallel to an increase in the proportion of WCB. Specific gravity of mortars was far lower than that of normal no replacement mortars. A given 28-day compressive strength (21 MPa to 37 MPa) can be achieved at several water/cement ratio and the replacement contents up to 30 wt. %, thus producing na economical mixture mortar with WCB and lower cement Portland content. XRD and SEM analyses results indicated the presence of quartz, calcite, ettringite, portlandite, and silicates in recycled mortars. / Este trabalho apresenta os resultados da investigação do uso de rejeitos particulados de tijolos (RPT) na forma de pó, proveniente de tijolos de cerâmica vermelha, como substituinte parcial do cimento Portland, na produção de argamassas para construção civil. O estudo foi realizado adotando-se o projeto fatorial completo 32 acoplado com técnicas de metodologia de superfícies de resposta. Foram preparadas argamassas usando RPT em níveis de 10%, 20% e 30% (em massa), em substituição ao cimento Portland, com os níveis de relação água/cimento de 0,45, de 0,55 e 0,65. As misturas foram curadas por períodos de 7, 28 e 120 dias. As propriedades das argamassas contendo RPT no estado fresco foram avaliadas: massa específica e índice de consistência. As propriedades avaliadas das argamassas com RPT no estado endurecido foram: resistência à compressão (7, 28 e 120 dias), absorção de água aos 28 dias e teor de álcalis (CaCO3) aos 28 dias. Os resultados obtidos através da metodologia estatística foram confrontados com as análises de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) de amostras selecionadas. Foram obtidas equações empíricas, gráficos de superfície de resposta e de contorno para as propriedades físico-mecânicas das argamassas com RPT no estado fresco e endurecido, por meio de análise de regressão. A consistência diminuiu linearmente com o aumento da quantidade de RPT incorporado em substituição ao cimento Portland. A massa específica das argamassas contendo RPT foi menor do que na argamassa sem RPT. Foi possível obter argamassas com resistências à compressão aos 28 dias de 21 MPa a 37 MPa para vários níveis de relação água/cimento em até 30 % de substituição de cimento Portland por RPT. Dessa forma, é possível produzir argamassas econômica e ambientalmente viáveis, a partir da substituição parcial de cimento Portland por RPT, nas dosagens estudadas. As análises de DRX e de MEV indicaram a presença do quartzo, da calcita, da etringita, da portlandita, silicatos e porosidade em amostras de argamassas selecionadas, de modo que foi possível relacionar as mesmas com a resistência à compressão das argamassas.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Denilso Palaoro.pdf: 3446834 bytes, checksum: a842ffb16a48a459dc2b2e44efa303af (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The rubber industry has a great role in many areas of the economy, such as automotive, construction, footwear industry, hospital, etc. Rubber products are produced from complex mixtures of different raw materials, both natural and synthetic sources. From an industrial point of view, a major difficulty is to develop a formulation that meets the particular product requirements. This work seeks to develop an experimental methodology to obtain EPDM rubber compounds, using experimental design techniques coupled with computer numerical optimisation. A fractional factorial design was used to design and analyse the experiments, with factors the contents of calcium carbonate, paraffinic oil and vulcanizing accelerator (weight fractions). Twelve properties were measured (six of original samples, three of heat aged and three of processing). Statistical analyses enabled to find regression models for the properties and the cost of the formulation. A computer program was developed to minimise the cost function, subject to constraints on the properties. The results showed that it was possible to obtain formulations of EPDM rubber compounds which can be optimized at low cost, for example, of US$ 2.02/kg a 2.43/kg, for use in hoses and pads at different manufacturing processes such as compression moulding, transfer or injection. Selected compositions were analysed by FTIR, SEM and TGA, regards to their chemical and structural characteristics. Compositions with low vulcanization accelerator contents contribute to form cross-links with many sulphur- sulphur between the carbon chains which can damage mechanical properties in the original cured and aged samples. Using higher accelerator content, better properties are achieved probably due to lower content of the same sulphur- sulphur cross-links between polymer chains. The EPDM compounds studied may be used in cushions, hoses products which can withstand to hot air environments. Thus, the present study provides an experimental and scientific technique that allows developing rubber compounds with increased efficiency and reliability in research and development, taking into account the cost of the material. / A indústria da borracha possui um papel significativo em diversas áreas da economia, tais como: indústria automobilística, construção civil, indústria calçadista, hospitalar, etc. Artefatos de borracha são produzidos a partir de misturas complexas de diversas matérias-primas, naturais e sintéticas. Na indústria, uma grande dificuldade é desenvolver uma formulação que atenda aos requisitos de determinado produto. Assim, neste trabalho, busca se desenvolver uma metodologia experimental para obtenção de compostos de borracha de etileno propileno dieno (EPDM), utilizando-se técnicas de planejamento de experimentos aliado com otimização numérica computacional. Foi utilizado um planejamento fatorial fracionado 33-1 (três níveis e três fatores), sendo os fatores: teor de carbonato de cálcio, teor de óleo parafínico e teor de acelerador de vulcanização. Foram medidas no total, 12 propriedades (seis originais, três envelhecidas e três propriedades de processos). A partir de estudos estatísticos foram obtidos modelos de regressão para as propriedades e para o custo da formulação. Um programa computacional foi desenvolvido para minimizar a função custo, sujeita às restrições nas propriedades. Os resultados mostraram que foi possível obter formulações de compostos de borracha EPDM otimizadas a um custo variando entre US$ 2,02/kg a 2,43/kg, para aplicação em mangueiras e coxins e em processos de transformação diversos, tais como, moldagem por compressão, transferência ou injeção. Composições selecionadas foram escolhidas e analisadas, por meio de FTIR, MEV e TGA, quanto às suas características químicas e estruturais. Composições com baixos teores de acelerador de vulcanização contribuem para formar ligações cruzadas com cerca de 4 a 7 átomos de enxofre entre as cadeias carbônicas, prejudicando as propriedades mecânicas no vulcanizado original e envelhecido. Com um teor maior de acelerador, melhores propriedades são obtidas, tendo em vista que um número elevado de ligações cruzadas com uma quantidade de átomos de enxofre inferior a 4 na cadeia são formadas. Os compostos de EPDM estudados podem ser utilizados em produtos de coxins e mangueiras para aplicações resistentes ao calor. Assim, esta pesquisa apresenta uma metodologia experimental, para a pesquisa e desenvolvimento de compostos de borracha EPDM, levando em conta o custo do material e restrições nas propriedades.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrea Luciane M Soares.pdf: 1356785 bytes, checksum: 08654c7f08e5db11d8746af3551cd3ed (MD5) Previous issue date: 2014-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work investigates the effect by partial replacement of nanosilica (nS) of Portland cement on the mechanical, physical, chemical and microstructural Portland cement mortar properties. For better understanding of the effects and a more detailed analysis of the results, the 33-1 fractional factorial design to design of experiments was used with three factors, each at three levels: nS content cement replacement (1, 2 and 3wt. %), water/cement ratio (1.1, 1.4 and 1.7 weight) and the aggregate/cement ratio (7.04 factor, 8.53 and 10.05 weight). The processing of the nine mortar mixtures was performed according to standards of the manufacture of such construction materials (composition, mixing, molding, curing and specimen preparation). Mechanical properties were evaluated in the fresh state (flow table) and in the hardened state (compressive strength at 7, 28 and 90 days of curing). In order to correlate the compressive strength with the microstructural characteristics, physic, chemical and microstructural characterization was performed. X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), thermal (TG/DTA) and scanning electron microscopic with energy-dispersive X-ray spectrometry (SEM/EDS) analyses were used on selected samples. The use of fractional factorial design and the response surface methodology was found to be in the design the experimental and statistical analyses. The addition of nS affects the mechanical properties of mortars, both in the fresh, and in the hardened state. Materials with adequate workability for use in construction industry (consistency of 230 ± 10 mm) and high compressive strength after 7 (≥ 3 MPa) and 28 days of curing (≥ 6 MPa) were obtained with the following composition: 1.5 wt. % nS, 1.3 water/cement ratio and aggregate/cement ratio kept constant of 10.1. The physical-chemical and microstructural characterization showed that nS contributes to improve the packing of the amorphous calcium silicate hydrate (C-S-H) and crystalline phases matrix and aggregate. Moreover, nS participates in the hydration reactions of Portland cement due to its reaction with calcium hydroxide. Thus, a more cohesive matrix and less calcium hydroxide contributes to lower porosity, thus reducing permeability, which contributes for better durability of the mortars containing nS. / Este trabalho investiga o efeito da substituição parcial de cimento Portland por nanosílica (nS) nas propriedades mecânicas, físico-químicas e microestruturais de argamassas de cimento Portland. Para melhor compreensão dos efeitos e uma análise mais detalhada dos resultados, foi usado o planejamento fatorial fracionado 33-1 para projeto dos experimentos. No projeto foram utilizados três fatores, cada qual em três níveis: o teor de nS em substituição ao cimento (1%, 2% e 3% em massa), a proporção de água/cimento (1,1; 1,4 e 1,7 em massa) e o fator agregado/cimento (7,04; 8,53 e 10,05 em massa). O processamento das nove misturas de argamassas foi realizado de acordo com as normas de fabricação desses materiais de construção civil (pesagem, mistura, moldagem, cura e preparação de corpos de prova). Propriedades mecânicas foram avaliadas no estado fresco (índice de consistência) e no estado endurecido (resistência mecânica à compressão em 7, 28 e 90 dias de cura). Com o objetivo de correlacionar a resistência à compressão com as características microestruturais, foi realizada a caracterização físico-química e microestrutural, por meio de análises de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análises térmicas (TG) e análise térmica diferencial (ATD) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) em amostras selecionadas. O uso do projeto fatorial fracionado se mostrou eficiente para o planejamento experimental e análises estatísticas juntamente com o uso da metodologia de superfície de resposta. A adição de nS nas argamassas afeta as propriedades mecânicas das argamassas, tanto no estado fresco, como no endurecido. Materiais com trabalhabilidade adequada para uso na construção civil (índice de consistência de 230 ± 10 mm) e elevada resistência à compressão após 7 (≥ 3MPa) e 28 dias de cura (≥ 6 MPa) foram obtidas com as seguintes composições: 1,5% de nS, 1,3 água/cimento e 10,1 agregado/cimento. A caracterização físico-química e microestrutural mostrou que a nS contribui para melhorar o empacotamento da matriz formada pelo silicato de cálcio hidratado amorfo (C-S-H), fases cristalinas e os agregados. Além disso, a nS participa das reações de hidratação do cimento Portland, por meio do consumo de hidróxido de cálcio. Dessa forma, uma matriz mais coesa e menos hidróxido de cálcio contribui para uma menor porosidade, reduzindo a permeabilidade, que se traduz numa melhor durabilidade das argamassas contendo nS.