Submitted by Vanessa Nunes (vnunes@unisinos.br) on 2015-03-20T15:04:23Z No. of bitstreams: 1 VinicioCecconello.pdf: 2409731 bytes, checksum: fd354892ead7d9cb57266673c9111acd (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-20T15:04:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VinicioCecconello.pdf: 2409731 bytes, checksum: fd354892ead7d9cb57266673c9111acd (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A incorporação de agregados reciclados de concreto, em novos concretos é uma alternativa de reduzir os impactos ambientais relacionados a este material. No entanto, seu emprego pode aumentar a porosidade do concreto e alterar suas propriedades. Neste contexto a de cinza de casca de arroz pode trazer melhorias nas propriedades dos concretos, e principalmente quanto às propriedades mecânicas e a retração. O presente trabalho tem como objetivo a análise da retração, propondo um modelo matemático para este fenômeno, em concreto com associação de agregados reciclados de concreto e cinza da casca de arroz. Foram produzidos concretos com: 25% e 50% de agregado reciclado em substituição ao agregado natural; 0%, 10% e 20% de substituição de cimento por cinza de casca de arroz; e relações água/aglomerante iguais a 0,42, 0,53 e 0,64. A resistência à compressão foi analisada aos 7, 28, 63, 91 e 112 dias, os ensaios de resistência à tração, taxa de absorção, porosidade capilar e porosidade total foram analisadas aos 28 dias já os ensaios de retração foram analisados ao 1, 4, 7, 14, 28, 63, 91 e 112 dias. Os resultados obtidos indicam grande interação entre a cinza de casca de arroz e o agregado reciclado de concreto, esta interação fica ainda mais evidenciada no momento em que é introduzido junto à mistura 20% de cinza de casca de arroz, tanto no modelo apresentado para análise da retração como nas demais propriedades analisadas. / The incorporation of recycled concrete aggregate in new concrete is an alternative to reduce the environmental impacts related to this material. However, their use may increase concrete porosity and change their properties. In this context the rice husk ash can improve the properties of concrete, mainly mechanical properties and shrinkage. This work aims to analyze the concrete shrinkage, proposing a mathematical model for this phenomenon for concretes with the association of recycled concrete aggregates and rice husk ash. Concretes were produced with 25% and 50% of recycled concrete aggregate replacing natural aggregate; 0%, 10% and 20% replacement of cement by rice husk ash, and 0.42, 0.53 and 0.64 water/binder ratios. The compressive strength was a nalyzed at 7, 28, 63, 91 and 112 days. Tensile tests, absorption rate, capillary porosity and total porosity were analyzed at 28 days of age; shrinkage was analyzed at 1, 4, 7, 14, 28, 63, 91 and 112 days of age. The obtained data indicate strong interaction between rice husk ash and recycled concrete aggregate, this interaction is even more evident when it is used 20% rice husk ash, for all properties studied.

Doctor of Philosophy / Department of Civil Engineering / Mustaque A. Hossain / Stacey E. Kulesza / Recycled concrete aggregate (RCA) is the byproduct of the demolition of concrete structures and pavements. An estimated 140 million tons of concrete waste is produced annually in the United States, most of which ends up in landfills. The use of RCA to replace quarried aggregates in paving projects is one way to utilize these materials and alleviate concerns regarding this increasing waste stream. RCA usage prevents waste concrete disposal into landfills, resulting in more sustainable use of mineral aggregate sources, and may further reduce costs associated with paving projects. However, the inferior physical properties of RCA, such as the presence of recycled mortar, complicate the incorporation of RCA into new concrete mixtures. State highway agencies such as the Kansas Department of Transportation are facing further issues with RCA from D-cracked pavements, raising the question if D-cracked aggregates should be used in paving operations. No known work has evaluated the effect of RCA from D-cracked pavements in subgrade soil stabilization. This study stabilized a low-plasticity clay in Kansas using RCA and three stabilizing materials (lime, Class C fly ash, and a combination of Portland cement and fly ash). Candidate mixtures with varying proportions of chemical stabilizers and D-cracked aggregates were evaluated using the standard Proctor, unconfined compressive strength, linear shrinkage, and California Bearing Ratio tests. Microstructure characteristics of selected mixtures were explored using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray tests. Laboratory test results indicated that RCA, in conjunction with all cementitious materials except lime, improved clay strength, stiffness, and shrinkage properties. SEM results indicated that RCA caused a low void space and a dense arrangement of soil particles. RCA effectively improved evaluated mixture properties when an adequate soil-RCA bond was reached using chemical agents. The long-term performance of full-depth flexible pavements with stabilized mixtures as subgrade was assessed in the AASHTOWare Pavement ME Design (commonly known as MEPDG) software. The life-cycle cost of flexible pavements with stabilized mixtures was estimated for a 40-year design period. Economic analysis results indicated that RCA was cost effective only if it was used with a combination of fly ash and Portland cement.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-05-29T18:30:06Z No. of bitstreams: 1 Ângelo Cezar Fumagalli Rostirola.pdf: 4315210 bytes, checksum: ff48e5f928774ac2545c3ae6774d5dcf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-29T18:30:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ângelo Cezar Fumagalli Rostirola.pdf: 4315210 bytes, checksum: ff48e5f928774ac2545c3ae6774d5dcf (MD5) Previous issue date: 2013-10-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / SINDUSCON-NH - Sindicato das Indústrias da Construção Civil Novo Hamburgo / A construção civil atualmente é a indústria com maior crescimento no Brasil, fomentada por financiamentos e programas do governo federal. É também uma das indústrias que mais consome recursos naturais e energia, além de ser a principal geradora de resíduos sólidos urbanos. Grande parcela destes recursos naturais consumidos pela construção é formada pelos agregados. Uma alternativa econômica e ambientalmente correta, para diminuir a extração deste material, é a sua substituição por algum outro material, se possível por um resíduo, como apontam várias pesquisas. A busca por materiais e produtos ecologicamente corretos está em uma crescente, assim como os estudos para a reciclagem de diversos resíduos. A união entre produtos que consomem um volume menor de matéria-prima com o emprego de resíduos na sua produção parece uma saída viável para um desenvolvimento mais sustentável. Artefatos para a construção civil produzidos com concreto celular autoclavado (CCA) utilizam até quatro vezes menos materiais quando comparados a produtos com características semelhantes, produzidos com concreto convencional, cerâmico, entre outros. Além do menor consumo dos materiais constituintes, o concreto celular possui outras propriedades interessantes, como: suficiente resistência à compressão; isolamento térmico e acústico; baixa densidade; resistência ao fogo. Esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar a influência da substituição parcial do agregado natural por agregado reciclado de concreto (ARC) na produção de concreto celular autoclavado. Após realização de estudos-piloto, optou-se pelo emprego da proporção de Cimento e Agregado Natural (AN) de 67% e 33% e sobre estes 0,45% de Cal e 0,3% de Alumínio com relação água/sólidos igual a 0,32. Foram empregados Cimento Portland CP-V ARI, Cal calcítica, areia natural e agregado fino reciclado de concreto, em teores de 0%, 25% e 50%. A dimensão máxima do agregado empregado na produção de CCA é de 150 µm. A cura foi realizada em autoclave após um tempo de espera de 24 horas a partir do início da mistura, por um período de 6 horas. Foram avaliadas a resistência à compressão, a absorção de água capilar, a massa específica e a porosidade. Os ensaios de resistência à compressão foram realizados em 48 e 72 horas, e a absorção de água, em corpos de prova preparados e acompanhados pelo período de 96 horas. A microestrutura dos CCA produzidos foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Verificou-se que existem expressivas alterações nas propriedades do CCA produzidos com ARC em substituição do AN, com a tendência de aumentar a densidade de massa aparente, bem com a resistência à compressão, a medida que aumenta-se o teor de ARC. Na análise dos resultados, percebeu-se que o uso de ARC alterou as propriedades dos concretos produzidos neste estudo exploratório, sem, entretanto, inviabilizar o seu emprego. Com um ajuste da dosagem, pode ser obtido um CCA produzido com ARC, cujo comportamento seja compatível com o comportamento de CCA produzido somente com o AN. / In the last years, the Brazilian construction industry is among those of national production sectors that have been having a great growing, mostly due to the incentive from the government and due to financed resources by private and public agents. This industry is also one of the major consumers of natural resources and energy, besides being the main generator of solid waste. One of these natural resources used in the constructions is sand. An environmentally friendly and economical alternative to reduce the extraction of natural resources is the use of recycled waste. The associated use of low volume of raw materials with alternative materials, like waste, is one of the ways to get more sustainability in the construction sector. Construction and building components made with autoclaved cellular concrete (ACC) employ four times less material than others with the same function. Other advantage of ACC is the performance of its properties like compressive strength, thermal and acoustic behavior, lower density, fire resistance. The aim of this research was to investigate the use of fine grains from recycled concrete aggregate (ARC) as partial sand replacement in the production of autoclaved aerated concrete. With the goal to find the mix proportion some pilot studies were made. After this, it was chosen a relation of 67% of cement and 33% of natural fine aggregate (sand). The lime was used in the amount of 0.45% of total cement and sand, and 0.3% of aluminium. The water to total solids ratio was 0.32. It was employed Portland cement type V according to Brazilian standards, calcitic lime, natural sand and ARC passing in sieve with 150 micron opening. The replacement rate of sand by ARC was 0%, 25% and 50%. From 24 hours after the mixing of materials, the samples were submitted to steam curing in an autoclave chamber for 6 hours. It was evaluated the compressive strength, the density, the capillary water absorption and porosity. The compression strength tests were performed at 48 and 72 hours. Water absorption tests were conducted for 96 hours after samples preparing. The capillary porosity was calculated with the capillary water absorption data. ACC's microstructure analysis was done by scanning electron microscopy (SEM). The results showed in general that the behavior of ACC produced with ARC differs significantly from the ACC produced with natural aggregate. When the ARC rate increases the apparent specific gravity also increases as well as the compressive strength. The observed increase in the apparent specific gravity is not desired. However this behavior of ACC done with RCA does not prevent the use of this recycled aggregate. An optimized study of pre-wetting of RCA could improve its performance as aggregate for use in ACC, once its grain size showed to be appropriated for this kind of use.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-30T19:06:20Z No. of bitstreams: 1 Bruno Rommel Cattani Sartori.pdf: 2512461 bytes, checksum: abb3f86120ab4514cee67cbf57c00264 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-30T19:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno Rommel Cattani Sartori.pdf: 2512461 bytes, checksum: abb3f86120ab4514cee67cbf57c00264 (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Milton Valente / Este trabalho tem por finalidade contribuir para os estudos de durabilidade de concretos com a inserção de agregados graúdos reciclados de concreto (AGRC) e de cinza de casca de arroz (CCA) em concretos frente à carbonatação. Trabalhando com a hipótese de que o emprego de CCA possa mitigar o efeito da alta porosidade do AGRC nas propriedades do concreto, foram produzidos concretos com 0, 25 e 50% de AGRC; 0, 10 e 20% de CCA e relações água/aglomerante iguais a 0,42, 0,53 e 0,64. Para o ensaio de carbonatação acelerada, utilizou-se uma câmara de carbonatação com alimentação contínua de solução gasosa a 3% de CO2 e umidade relativa controlada, na qual os concretos permaneceram durante 63 dias. Os resultados apontaram para um efeito positivo do emprego de CCA nos concretos produzidos com AGRC. A substituição de cimento por CCA em média pode aumentar a resistência à compressão e à tração. Os concretos com relação a/agl 0,42, para a grande parte dos concretos ensaiados, retornaram resistências à compressão de 40 MPa à 55 MPa, com coeficiente de carbonatação de 1,0mm/dia½ a 1,5 mm/dia½, independente do teor de CCA. No entanto, concretos com relação a/agl mais alta (0,64), apresentaram resistência entre 15 MPa e 30 MPa, sendo que para grande parte destes o coeficiente de carbonatação se apresenta na faixa abaixo dos 3,0 mm/dia½ e acima do 2,0 mm/dia½. / This research contributes to the study of concrete carbonation using recycled concrete coarse aggregates (RCA) and rice husk ash (RHA). The use of RHA may contribute to reduce the effects of RCA's high porosity on the properties of the concrete. It was used 0,25 and 50% of RCA in replacement of natural aggregate; 0,10 and 20% of RHA as cement replacement; and water/binder 0.42, 0.53 and 0.64. For the accelerated carbonation test it was used a carbonation chamber with continuous feeding gaseous solution at 3% CO2 and controled relative humidity, where the concrete samples remained for 63 days. The results point to a positive effect of the use of RHA in concrete produced with RCA. Concretes with water/binder 0.42, for the most of the concrete tested, resulted in a compressive strength of 40 MPa to 55 MPa, with carbonation coefficient of 1.0mm/day1/2 to 1.5 mm/day1/2, independent of the amount of the RHA. However, concretes with higher water/binder (0.64) showed resistance between 15 MPa and 30 MPa, and for most of these the carbonation coefficient is below 3.0 mm/day1/2 and above 2.0 mm/day1/2.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-08T22:28:21Z No. of bitstreams: 1 11b.pdf: 3072047 bytes, checksum: 9c0305dfc155386ec7b41cddd7d15b40 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-08T22:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11b.pdf: 3072047 bytes, checksum: 9c0305dfc155386ec7b41cddd7d15b40 (MD5) Previous issue date: 18-05-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A construção civil é um dos setores que mais consome recursos naturais não renováveis, além de ser um dos principais geradores de resíduos sólidos urbanos (RSU). Dentre os diversos recursos naturais extraídos da natureza, os agregados utilizados na construção civil são os insumos minerais mais consumidos no mundo. Com a crescente restrição da extração de areias dos rios e a escassez de areias naturais é essencial que o setor da construção venha a adotar uma postura ambiental e sustentável, através de desenvolvimentos tecnológicos de processos de reciclagem de resíduos. Uma das alternativas para a construção civil, tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental, no abastecimento de areia para a construção é a substituição das areias extraídas dos rios (areia natural) por resíduos de concreto, para a produção de argamassas. Este estudo tem como objetivo principal avaliar o comportamento de argamassas de revestimento com incorporação de agregado miúdo reciclado de concreto (AMRC), em substituição à areia natural extraída de rio (AN). Os AMRC foram obtidos a partir de resíduos de dois tipos de concreto empregados na pré-fabricação: de concreto submetido à cura térmica à vapor (ARCT) e outro de concreto submetido à cura convencional (ARCC). As argamassas foram confeccionadas com cimento CP II Z– 32 e cal CH-I, empregando-se traço em volume 1:1:6 com índice de consistência fixado em 260 ± 5 mm, para as três misturas de argamassas. O estudo foi desenvolvido em duas etapas. Na primeira etapa foram analisadas a caracterização morfológica e a distribuição granulométrica das areias. Na etapa seguinte analisou-se o comportamento e características das argamassas no estado fresco e no estado endurecido. A análise das argamassas no estado fresco contemplou dados de índice de consistência, penetração de cone, squeeze flow, retenção de água, densidade de massa e teor de ar incorporado. No estado endurecido as propriedades estudadas foram densidade de massa, resistência à compressão, resistência à tração na flexão, absorção de água por capilaridade e coeficiente de capilaridade, absorção de água, índices de vazios, massa específica, módulo de elasticidade dinâmico e porosidade por intrusão de mercúrio. Verificaram-se diferenças significativas no comportamento das argamassas confeccionadas com os dois agregados reciclados. No estado fresco foi observado perda de trabalhabilidade; perda de densidade de massa; aumento de ar incorporado, com perdas mais expressivas para a mistura com ARCC. No estado endurecido observou-se redução da resistência à compressão e da resistência à tração na flexão para as argamassas com ARCC. Os dados apontaram ainda diminuição de absorção de água por capilaridade; aumento da absorção de água por imersão; aumento do índice de vazios; aumento da massa específica e redução do módulo de elasticidade dinâmico para ambas as argamassas com agregados reciclados. / The construction industry is one of the sectors that consume non-renewable natural resources, besides being one of the main generators of municipal solid waste. Among the various natural resources extracted from nature, the aggregates used in construction are the most consumed mineral inputs in the world. With the increasing restriction of sand extraction from rivers and the scarcity of natural sands it is essential that the construction industry adopt an environmental and sustainable development, through technological processes to recycle waste. One of the alternatives to the construction industry, from an economical and environmental point of view, the supply of sand for construction is the replacement of sand extracted from rivers (natural sand) for concrete waste, for the production of mortars. This study aims at evaluate the behavior of rendering mortar with incorporation of recycled aggregate concrete, replacing the natural sand. The morphological characteristics and composition of two aggregates made from concrete were analysed: one from concrete subjected to thermal curing and other to conventional curing, compared with a river sand. Characterization tests were performed on fresh mortar (consistency index, cone penetration, squeeze flow, water retention, density and air content) and hardened mortar (density, compressive strength, flexural strength, capillarity water absorption and capillarity coefficient, water absorption, density, dynamic modulus of elasticity and mercury intrusion porosimetry). For this experiment were followed the requirements of NBR 13281 (ABNT, 2005) and used Brazilian CP II Z-32 cement and CH-I lime. A proportion of 1:1:6 (cement, lime and sand) by volume, with index consistency set at (260 ± 5) mm was adopted for the three mixtures of mortars. There were significant differences in the behavior of the two mortars made with recycled aggregates, such as: loss of workability; loss of density; increased air content (especially mixing with ARCC), in fresh stage. Reduction of compressive strength and reduced flexural strength (except in the mixture with ARCT), reduction of water absorption by capillarity, increased water absorption by immersion, an increase in the index of emptiness, increased density and reduced dynamic modulus of elasticity, in the hardened mortar.

Este trabalho tem como objetivo propor uma metodologia de análise da variabilidade de agregados graúdos de RCD reciclados, que possa ser utilizada em Centrais para o controle de qualidade dos mesmos, objetivando à identificação da influência destas características no desempenho de componentes produzidos a partir dos RCD. Nos três primeiros capítulos, realiza-se uma revisão bibliográfica do assunto, identificando os pontos relevantes do tema, abordando desde Centrais de moagem até desenvolvimento sustentável. No quarto capítulo, discute-se a metodologia de análise proposta, analisando a experimentação realizada em Santo André e no laboratório de materiais de construção da Escola Politécnica da USP. No quinto capítulo, desenvolve-se a análise de resultados e discussões. Nesta etapa, é exposto o estudo da composição de agregados graúdos de RCD reciclados por análise de imagem. Apresentam-se resultados da variabilidade obtidos para os agregados graúdos reciclados de Santo André quanto à composição de fases por separação manual e outras propriedades como materiais pulverulentos, composição granulométrica, índice de forma, absorção e massa específica. Como conclusões, o estudo aponta para a presença da significativa variabilidade em agregados reciclados em todas as propriedades analisadas e a necessidade de realização das mesmas caracterizações para a fração miúda. O uso das propriedades, abosorção de água e massa específica para adeterminação dos teores de concreto e argamassa apresentou bons resultados, aconselhando-se o emprego para a determinação das composições das fases concreto e argamassa em amostras de Centrais de Reciclagem. Os ensaios de caracterização física dos agregados graúdos naturais devem ser empregados para caracterizar esses agregados. A homogeneização da composição deve ser realizada em período superior a dois dias para esta Central. Os agregados, quando empregados em situações mais nobres, devem possuir equipamentos de controle de qualidade, como tanques de flutuação e separação magnética. Constatou-se que a porcentagem retida no fundo pelo ensaio de granulometria e os teores de argamassa têm correlação linear positiva. A análise de imagem pode ser aplicada para o estudo da composição dos agregados graúdos de RCD recilados, pois seus princípios foram comprovados em experimentos de laboratório, quando os grãos são distribuídos de forma aleatória nos plano. / The main point of this research proposes one methodology which analyses the variability of coarse CDW (Construction and Demolition Waste) recycled aggregates, applied on the quality control of these aggregates. With these analysis, it can be identified the influence of this variability in components performances. In the first three chapters, it is done one review of the literature, discussing about recycling plants, sustainable development and other topics. In the fourth chapter, it is discussed the methodology, analysing the experimentation. In fifth chapter, it is presented the results and discussions. The results presents the evaluation of the composition of the coarse CDW recycled aggregates by digital image processing. There are results of the variability of coarse CDW recycled aggregates by properties like composition using manual technique, particle size distribution, particle shape analysis, absorption, specific density and fine particles (< 0,075 mm). To sum up, the study indicates the existence of variability in whole properties analysed and the necessity of doing characterisation on fine aggregates. One developed technique improves the evaluation of composition by manual technique, using absorption and determines the percentage on the composition of concrete and mortar phases. The other characterisations of the study developed for natural aggregates can be applied to these recycled aggregates. The variability control must be done after two days for this recycling plant. In best applications, reycling plants need equipment of quality control like float tank and air classifier. It can be inferred that the percentage of fine aggregates (< 4,8mm) in grading test have linear correlation with percentage of mortar phase in composition. The study of composition using digital image processing obtained good results.

O objetivo do presente estudo foi agregar valor a fibras de sisal, a dois dos componentes principais de fibras lignocelulósicas (celulose e lignina) e a PET reciclado, via produção de materiais com elevado valor agregado. Neste contexto, foram investigadas condições que levassem a mats constituídos por nanofibras/fibras ultrafinas, alinhadas (coletor rotativo) e não alinhadas (coletor estático), a partir da eletrofiação de soluções contendo essas matérias-primas, combinadas ou não [PET/sisal, PET/celulose e/ou lignina, PET/CNC (combinado ou não com OM)], em TFA. Parâmetros de solução, como razão PET/componente da biomassa e tempo de dissolução, foram diversificados, assim como parâmetros de processo (taxa de vazão da solução e velocidade de rotação do coletor utilizado, por exemplo). Os resultados de DMA indicaram a influência positiva do alinhamento das fibras nos superiores valores de E\' [tanto para os mats de PET/sisal, quanto para os mats de PET/celulose e/ou lignina e PET/CNC (combinado ou não com OM)] e também foi possível observar que não houve uma influência significativa desse alinhamento na Tg do PET nestes materiais. Como exemplo, o valor de E\' (a 30 &deg;C) para o mat de fibras alinhadas, com razão de sisal/PET = 0,40 (S/PET0,40 &#8211; A dir), caracterizado na direção preferencial de alinhamento das fibras, foi superior (765,0 MPa), em comparação ao valor apresentado pelo mat de fibras orientadas aleatoriamente, de composição correspondente, S/PET0,40 (E&rsquo; = 358,0 &plusmn; 1,5 MPa). A molhabilidade dos mats foi intrinsicamente dependente da razão fibra de sisal/PET e variou de altamente hidrofóbico (PETref, ACA de 134&deg;), a super hidrofílico (S/PET0,40, ACA de 0&deg;). Observou-se que, as principais influências da presença de lignina foram na morfologia achatada das fibras e no aumento do alongamento na ruptura dos materiais, de aproximadamente 90%, comparativamente a PETref. A presença da celulose resultou principalmente em um elevado diâmetro médio das fibras (valores de até 365,9 &plusmn; 139,7 nm) e módulo de Young dos materiais (com valores de até 360,4 &plusmn; 41,5 MPa), comparativamente ao apresentado pelos mats contendo PET e este polímero combinado com lignina. Os resultados mostraram que os CNCs exerceram uma ação efetiva como agentes de reforço, principalmente nos mats constituídos por fibras orientadas aleatoriamente de PET, considerando as propriedades mecânicas apresentadas por esses materiais (como resistência à ruptura de 4,6 &plusmn; 0,5 MPa), em comparação ao mat PETref (resistência à ruptura = 1,8 &plusmn; 0,2 MPa). O OM atuou como agente compatibilizante entre o PET reciclado e os CNCs, principalmente com relação ao superior valor de módulo de Young de PET/OM/CNC (354,2 &plusmn; 46,1 MPa), em comparação ao valor apresentado por PET/CNC (19,9 &plusmn; 3,9 MPa). Assim, os objetivos do presente trabalho foram atingidos com a preparação via eletrofiação, até onde se tem conhecimento, pela primeira vez, de mats de fibras alinhadas e não alinhadas baseadas em biomassa lignocelulósica nativa e dois de seus principais constituintes (celulose e lignina). Os materiais preparados apresentam uma vasta gama de possíveis aplicações, como sistemas de filtração de ar, por exemplo. / The aim of the present investigation was to add value to sisal fibers, to two of the major components of lignocellulosic fibers (cellulose and lignin) and recycled PET via preparation of materials with high added value. In this context, conditions that lead to mats of nanofibers and ultrathin fibers were investigated, aligned (rotating drum collector) and nonaligned (stationary collector), via electrospinning of solutions containing these raw materials, combined or not {PET/sisal fiber, PET/cellulose and/or lignin, PET/CNC [combined or not with castor oil (CO)]} in TFA. Solution parameters such as the ratio of PET/biomass component and dissolution times were diverse, as well as process parameters (e.g. solution flow rate and rotational speed of the collector). The DMA results indicated the positive influence of fiber alignment on the higher storage modulus &#8211; E&rsquo; [for mats of PET/sisal, PET/cellulose and/or lignin and PET/CNC (combined or not with CO)] and it was also possible to observe no significant influence of fiber alignment on the Tg of PET for these mats. The value of E&rsquo; (at 30 &deg;C) for the aligned fibers mat with sisal/PET ratio = 0.40 (S/PET0.40 - A dir), characterized in the preferred direction of fiber alignment, was higher (765.0 MPa) when compared to the value presented by the randomly oriented fibers mat of the corresponding composition, S/PET0.40 (E&rsquo; = 358.0 &plusmn; 1.5 MPa). The wettability of the mats was intrinsically dependent on the sisal/PET fiber ratio and ranged from highly hydrophobic (PETref, ACA of 134°) to super hydrophilic (S/PET0.40, ACA of 0°). It was observed that the main influences of the presence of lignin was on the flat fibers morphology and on the increase of the elongation-at-break of the materials of approximately 90% compared to PETref. The presence of cellulose resulted mainly in a high average fiber diameter (values up to 365.9 &plusmn; 139.7 nm) and elastic modulus of the materials (values up to 360.4 &plusmn; 41.5 MPa) compared to the ones presented by mats containing PET and by this polymer combined with lignin. The results showed that the CNCs were efficient as reinforcing agents, especially in the mats composed of randomly oriented fibers of PET, considering the mechanical properties presented by these materials (such as ultimate tensile strength of 4.6 &plusmn; 0.5 MPa) compared to PETref mat (ultimate tensile strength = 1.8 &plusmn; 0.2 MPa). CO acted as a compatibilizing agent between recycled PET and CNCs, mainly regarding the superior elastic modulus value of PET/OM/CNC (354.2 &plusmn; 46.1 MPa) compared to PET/CNC mat (19.9 &plusmn; 3.9 MPa). Therefore, the goals of the present study were reached for the first time with the preparation of aligned and nonaligned fiber mats based on native lignocellulosic biomass and two of its main constituents (cellulose and lignin), to the best of our knowledge. The prepared materials have a wide range of possible applications, such as air filtration systems, for example.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O Microrrevestimento AsfÃltico a Frio (MRAF) Ã um tipo de revestimento aplicado na manutenÃÃo preventiva de pavimentos que tem sido usado com sucesso em outros estados do Brasil e no mundo, desde que nÃo existam problemas estruturais na rodovia. Para a composiÃÃo do MRAF tem sido empregados agregados locais que em alguns casos se tornam escassos e com custos elevados. Essa realidade tem motivado pesquisadores a estudarem novos materiais para serem empregados em revestimentos asfÃlticos. Sendo assim, a pesquisa aqui proposta tem o objetivo geral de verificar a viabilidade tÃcnica, econÃmica e ambiental do uso do Agregado SiderÃrgico (AS) e do material fresado na aplicaÃÃo do MRAF. Para tanto, elaborou-se um programa experimental desenvolvido em quatro etapas. Na primeira etapa, procedeu-se a coleta e a caracterizaÃÃo de agregados convencionais e alternativos (AS e material fresado) e da emulsÃo modificada por polÃmeros de ruptura controlada (RC1C-E). Na segunda etapa, foram realizados estudos de dosagem, de desgaste superficial e de tempo de cura em laboratÃrio atravÃs de ensaios usualmente empregados. Na terceira etapa, foi analisado o comportamento do MRAF, aplicado diretamente sobre uma base de pavimento asfÃltico de comportamento mecÃnico conhecido, quando submetido a um simulador de trÃfego de laboratÃrio. Na quarta etapa, foi realizado um comparativo de custos de aplicaÃÃo do MRAF utilizando os agregados convencionais e alternativos. A partir dos resultados, observou-se que os agregados alternativos estudados tÃm potencial para serem empregados em serviÃos de MRAF, sem diminuiÃÃo de sua vida Ãtil e propiciando uma reduÃÃo nos custos de aplicaÃÃo. / Microsurfacing is a type of bituminous wearing course applied in pavement preventive maintenance that has been used successfully in states of Brazil and the world, but cannot be applied in structurally deficient pavements. For microsurfacing composition it is used local aggregates that in some cases become scarce and expensive. This situation has motivated researchers to study new materials to be used this bituminous wearing course. Therefore, the main objective of the present research is to verify the technical, economic and environmental viability of using steel slag and recycled asphalt aggregates in microsurfacing applications. To reach the main objective, a laboratory procedure was developed in four steps. In the first step, the collection and characterization of conventional and alternative aggregates (steel slag and recycled asphalt aggregates) and polymer-modified emulsified asphalt were made. In the second step, mix desing, surface abrasion resistance and set time tests were performed. In the third step, the microsurfacing performance was analyzed by a laboratory traffic simulator when it is applied over a base material with a known mechanical behavior. In the fourth step, a comparative cost study of microsurfacing application using conventional and alternative aggregates was performed. The laboratory procedure results indicated that the alternative aggregates studied have the potential to be used in microsurfacing aplications without service life decreasing, providing a reduction in implementation costs.

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2017-08-18T17:45:44Z No. of bitstreams: 1 2010 - Isabel Matos de Fraga.pdf: 5201934 bytes, checksum: 6bbaeba09901aea4cbaa9f69dbb0402e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T17:45:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010 - Isabel Matos de Fraga.pdf: 5201934 bytes, checksum: 6bbaeba09901aea4cbaa9f69dbb0402e (MD5) Previous issue date: 2010-12-08 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior, CAPES, Brasil. / The researches on recycling of industrial wastes has been stepped up around the world to enhance the quality of the recycled product and provide greater efficiency of the productive system. The recycling of plastic materials has also grown in recent years, with Brazil improving its market position. In this way, this work aimed the development of composite materials using as a matrix, the low density polyethylene recycled (PEBDrec), chemical treated with oxidizing agents and, as fillers, E-cat and waste of scale. The PEBDrec was treated with oxidizing agent in order to cause modifications over its chemical structure and to improve compatibility with the residues of scale and E-cat. Were produced composites of PEBDrec treated with hydrogen peroxide (H2O2) and scale; PEBDrec treated with hydrogen peroxide and E-cat; PEBDrec treated with potassium permanganate (KmnO4) and scale and PEBDrec treated with potassium permanganate and E-cat. Were also obtained composites of PEBDrec untreated and mixed with scale or E-cat, to evaluate the action of the oxidizing agent in the compatibility between fillers that were used and the polymer matrix. The results obtained by the analysis of FTIR, XDR, TGA, SEM and mechanicals tests presented that the composites of PEBDrec treated with oxidizing agents showed a good interaction between the dispersed phase and the polymer matrix in comparison to composites PEBDrec without chemical treatment, and this compatibility was better for the lowest proportions. But this good interaction resulted in a decrease of thermal stability of composites in relation to the polymer matrix. It was also observed that the oxidizing agent KMnO4 was more effective in increasing the compatibility between the polymer and the E-cat, while the oxidizing agent H2O2 acted more strongly on increasing the compatibility between the polymer and scale. The composites of PEBDrec untreated, compared to the composites of PEBDrec treated with H2O2 and treated with KMnO4 , had a lower water absorption, indicating that chemical treatment was effective to modify the structure of the polymer, inducing the surface to a greater polarity, giving the chemical treated composites of PEBDrec a higher affinity to water. However a material more mechanical resistant was obtained just with the untreated polymer. The incorporation of the charges in the polymer matrix did not change the density of the material composites, indicating that despite of these materials be crystalline, they present low density, being possible to be used in civil construction. / As pesquisas sobre a reciclagem de res?duos industriais v?m sendo intensificadas em todo o mundo a fim de aumentar a qualidade do produto reciclado e propiciar maior efici?ncia do sistema produtivo. O reaproveitamento de materiais pl?sticos tamb?m tem crescido nos ?ltimos anos, com o Brasil melhorando seu posicionamento no mercado. Nesse sentido, essa disserta??o objetivou o desenvolvimento de materiais comp?sitos utilizando como matriz, o polietileno de baixa densidade reciclado (PEBDrec), tratado quimicamente com agentes oxidantes e como cargas, res?duos de Carepa e E-cat. O PEBDrec foi submetido a tratamento com agentes oxidantes com o objetivo de causar modifica??es na sua estrutura qu?mica e, propiciar uma melhoria na compatibilidade com os res?duos de carepa e E-cat. Foram produzidos comp?sitos de PEBDrec tratado com per?xido de hidrog?nio (H2O2) e carepa; PEBDrec tratado com per?xido de hidrog?nio e E-cat; PEBDrec tratado com permanganato de pot?ssio (KMnO4) e carepa e PEBDrec tratado com permanganato de pot?ssio e E-cat. Tamb?m foram obtidos comp?sitos de PEBDrec n?o tratado misturado a carepa ou E-cat, para avaliar a a??o do agente oxidante na compatibilidade entre a matriz polim?rica e as cargas utilizadas. Os resultados obtidos pelas an?lises de FTIR, DRX, TGA, MEV e ensaios mec?nicos mostraram que os comp?sitos de PEBDrec tratado com os agentes oxidantes apresentaram uma boa intera??o entre a fase dispersa e a matriz polim?rica em compara??o aos comp?sitos de PEBDrec sem o tratamento qu?mico, e essa compatibilidade foi melhor para as menores propor??es. Por?m, essa boa intera??o acarretou em uma diminui??o da estabilidade t?rmica dos comp?sitos, em rela??o a matriz polim?rica. Tamb?m foi poss?vel observar que o agente oxidante KMnO4 foi mais eficaz no aumento da compatibilidade entre o pol?mero e o E-cat, enquanto que o agente oxidante H2O2 atuou mais fortemente no aumento da compatibilidade entre o pol?mero e a carepa. Os comp?sitos de PEBDrec n?o tratado, em compara??o aos comp?sitos de PEBDrec tratados com H2O2 e tratados com KMnO4, apresentaram uma menor absor??o de ?gua, indicando que o tratamento qu?mico foi eficaz para modificar a estrutura do pol?mero deixando sua superf?cie com maior polaridade e conferindo aos comp?sitos de PEBDrec tratado quimicamente uma maior afinidade pela ?gua. Por?m um material mais resistente mecanicamente s? foi obtido com o pol?mero n?o tratado. A incorpora??o das cargas na matriz polim?rica praticamente n?o alterou a densidade desses materiais comp?sitos, indicando que apesar de eles serem materiais cristalinos, eles apresentam baixa densidade, sendo poss?vel suas aplica??es no ramo da constru??o civil.

Water pollution has become a global issue with impacts in all countries but particularly those undergoing rapid urbanisation such as China. The review for this thesis established that in 2015 China had 3,910 urban treatment plants with daily treatment capacity of 167million cubic metres. This treatment capacity was able to serve more than 90% of the population in urban regions. Compared to the previous 20 years, these treatment facilities represented a major improvement. However, the thesis uses recent annual environmental reports to show that this level of treatment is still not enough to avoid serious water pollution, more than 30% of Chinese rivers were classified as polluted. The main reason for this it is suggested is that most of treatment infrastructure is for urban areas and the rural areas still lack even basic treatment and rural communities represents about half the total Chinese population. The statistics reported in Chapter 2.1 indicates only 25.3% of towns and 11% of villages are connected to treatment facilities. It was concluded that this lower treatment rate was the major factor impacting on the water environment. Therefore, it is important to improve treatment infrastructure in China remote areas. The literature suggested that trickling filter (TF) technology had advantages as wastewater treatment in this type of situation namely Chinese rural areas. This thesis therefore reports on research to upgrade the TF basic processes to remove newly prioritized nutrient pollutants using novel, sustainable and easily available local media, these were; zeolite, maifan stone, recycled concrete aggregate (RCA), brick, blast furnace slag and dolomite. The media were screened using simple absorption tests first focussing on P removal and then a short-listed group tested under dynamic pilot scale. Further static experiments were carried out on this group to understand the mechanisms involved. The pilot tests used the selected concrete and brick. The best performers against traditional media controls and the results showed pollutant removal (COD, TSS, Turbidity, TOC and N) in line with previous models. The media, except concrete, however released phosphorus. This was further confirmed by batch tests with different operating conditions which found the media released P when the initial P concentration was below 10mg/l or above 15mg/l. Concrete was not affected and continued to adsorb P under all conditions (Chapter 4). It was recommended that tests using crushed concrete for tertiary treatment be carried out. Concrete was further studies by isotherm models the best fit was the Langmuir equation with a maximum adsorption of 6.88mg/g. The mechanism of adsorption was ionic attraction determined by kinetic study and thermodynamic models. The adsorption capacity was compared with other literature, and the results from this study suggested a larger size of crushed concrete (2-5mm) could be used for P removal as effectively as smaller sizes. In order to determine the phase of the P adsorbed, sequential extractions were carried out. The results confirmed labile or easily removed P (LBP) dominated (44%) followed by refractory or occluded P (O-P), Ca-P, Mg-P and Al-P. The literature, suggested LBP would be easily available to plants and the RCA could be reused for plant nutrient supply. Different grades of RCA in terms of their original water to cement ratio (W/C) were also tested for P removal. The study showed high W/C ratio removed more P due to the greater porosity and larger pore sizes than the lower W/C ratio.