Avaliação da aderência de chapiscos em substratos de concretos estruturais. Com o objetivo de aprimorar a microestrutura da zona de interface argamassa/concreto e aumentar a resistência de aderência do revestimento, utilizou-se chapisco com baixa relação água/aglomerante e adição da sílica ativa extraída da casca de arroz como tratamento da zona de interface da argamassa e substrato. Para avaliar a aderência do revestimento realizaram-se ensaios de determinação da resistência de aderência à tração. Utilizou-se a técnica de microscopia eletrônica de varredura associada à espectrografia por dispersão de energia para analisar a microestrutura da zona de interface do chapisco e concreto. Os resultados do programa experimental evidenciaram que, quando se utiliza a sílica extraída da casca de arroz no chapisco, em teores de 5% em relação à massa de cimento, há aumentos significativos de resistência de aderência do revestimento. Nos estudos microestruturais, foi possível observar que devido às ações físicas e químicas da sílica da casca de arroz, formou-se uma microestrutura densa, de baixa porosidade e com a presença de produtos hidratados pouco cristalinos na interface chapisco/concreto. A implementação de uma ponte de ligação constituída por chapiscos com sílica ativa, entre os substratos e as argamassas de revestimento, mostrou-se eficiente em superfícies muito lisas ou em materiais pouco porosos, como no caso das estruturas de concreto armado. / The present thesis evaluates the adherence of slurry mortars in substrates of structural concretes. To optimize the microstructure of the interfacial transition zone of mortar and concrete and to improve the adherence of mortar renderings, slurry mortars of lower water/cement ratio with silica obtained from rice husk were used as treatment of interfacial transition zone. In order to evaluate adherence, bond strength tests were realized. The microstructural characterization of the interfacial transition zone of slurry mortars and concrete was performed by scanning electronic microscopy. The results indicate that adding silica obtained from rice husk into the slurry mortars increases the bond strength. Moreover, the formation of a dense microstructure is observed in the interfacial transition zone of slurry mortar and concrete due to the microfiller effect and high pozzolanic activity of the silica obtained from rice husk. The implementation of a connection bridge constituted by slurry mortars with the addition of the silica obtained from rice husk between the substrate and the mortar rendering showed to be efficient in the substrates with low porosity, as in the case of concrete structures.

Les balles de céréales, à savoir l'enveloppe autour du grain, ont récemment retenu l'attention des scientifiques afin d'entrer dans la formulation de biocomposites. En effet, ces sous-produits de l'agriculture ont un coût négligeable, sont perpétuellement renouvelables et disponibles en volume important dans le Monde et leur fin de vie est assurée par leur biodégradabilité. Leurs compositions chimiques et leurs propriétés thermiques et mécaniques sont similaires à celles des fibres naturelles.Dans cette thèse, deux types de balles de riz et deux types de balles de Petit Epeautre ont été étudiées à travers leur microstructure, leur composition chimique, leurs propriétés mécaniques et thermiques. Les balles ont été incorporées dans une matrice bio-sourcée et biodégradable, à savoir le poly(acide lactique) (PLA) pour donner des biocomposites dont les propriétés d'usage ont été étudiées. Il apparaît que les balles céréalières peuvent devenir un candidat potentiel intéressant pour le renforcement du PLA moyennant une amélioration de l'adhésion à l'interface entre les balles et le PLA.Afin d'améliorer cette interface, les balles ont été traitées par une solution alcaline (NaOH) et par des agents de couplage de type organosilane (3-aminopropyltriéthoxysilane et 3- glycidoxypropyltrimethoxysilane). Le traitement alcalin a permis de retirer une grande partie des hémicelluloses, de la lignine, de la cire et de la silice présentes dans les balles. La dissolution de ces constituants a provoqué une plus forte hygroscopicité des balles et se traduit par de plus faibles propriétés mécaniques des biocomposites. Le couplage traitement alcalin/traitement silane semble apporter une amélioration des performances plus importantes que le traitement silane seul. Ce traitement de surface a davantage d'impact sur la balle de Petit Epeautre que sur la balle de riz.L'évolution des propriétés d'usage des biocomposites à base de balles de riz au cours de différents vieillissements (thermique, hydro-thermique, cyclages hygro-thermiques, UV) a été étudiée. Les résultats montrent que l'évolution microstructurale induite par les vieillissements influence significativement les propriétés des biocomposites. La dégradation des biocomposites se traduit par une diminution de la masse moléculaire moyenne du PLA. La réorganisation de ces macromolécules augmente sensiblement le taux de cristallinité du matériau. Ceci induit un changement de la couleur, de la stabilité dimensionnelle des pièces et des propriétés mécaniques du PLA et des biocomposites qui dépend essentiellement de la température de vieillissement par rapport à la température de transition vitreuse du PLA. Il apparaît que l'ajout de balles accélère la dégradation du PLA. Dans le cas d'un vieillissement hydro-thermique au-dessus de la température de transition vitreuse du PLA, une réduction de cette dégradation a été mise en évidence par l'utilisation de certains traitements de surface des balles. / The cereal husks, namely the envelope around the grain, have recently attracted the attention of scientists for biocomposites development, because they are low-cost, renewable, biodegradable, and available in abundant volume throughout the world. Their chemical composition and their thermal and mechanical properties are similar to the natural fibers.In this work, two types of rice husk and two types of Einkorn wheat husk were studied through their microstructure, chemical composition, mechanical and thermal properties. The husks have been incorporated into a bio-sourced and biodegradable matrix, namely poly (lactic acid) (PLA) to produce biocomposite which functional properties were studied. It appears that the husks can be good candidates for strengthening the PLA through improved adhesion at the interface between the husks and the PLA.To improve the husks/PLA interface, the husks were treated with an alkaline solution (NaOH) and organosilane coupling agents, such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3 - glycidoxypropyltrimethoxysilane. The alkaline treatment has removed much of hemicelluloses, lignin, wax and silica present in the husks. The dissolution of these components resulted in a higher hygroscopicity of husks and lower mechanical properties of biocomposites. The coupling between an alkaline treatment and a silane treatment seems to provide better properties than the silane treatment alone. This surface treatment has a greater impact on the Einkorn wheat husks than on rice husksThe variations of the functional properties of rice husks based biocomposites during different ageings (thermal ageing, hydro-thermal ageing, hygro-thermal cycled ageing, UV ageing) was studied. The results show that the microstructural changes induced by ageing significantly influence the properties of biocomposites. Biocomposites degradation results in a decrease of the average molecular weight of PLA. The reorganization of these macromolecules significantly increases the degree of crystallinity of the material. This causes a change in color, dimensional stability of devices and mechanical properties of PLA and biocomposites which essentially depends on the ageing temperature regards to the glass transition temperature of PLA. It appears that the addition of husks accelerates the degradation of PLA. In the case of a hydro-thermal ageing performed above the glass transition temperature of the PLA, a reduction of this degradation was demonstrated by the use of specific surface treatments of husks.

O presente trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade da utilização de cinzas de resíduos agroindustriais (bagaço de cana-de-açúcar, cama de frango e casca de arroz) como aditivos minerais substitutos ao cimento Portland, na produção de compósitos fibrosos e concreto leve. As cinzas foram obtidas através da queima e moagem controlada dos resíduos, e tiveram suas características químicas e físicas analisadas. Além do \"compósito referência\" (0% de substituição), os compósitos fibrosos foram produzidos com teores de substituição de cimento Portland de 10%, 15% e 20%, e os concretos leves foram produzidos com 10% de substituição. Foram realizados ensaios físicos e mecânicos nos compósitos fibrosos e concreto leve. Os resultados mostraram que as cinzas de casca de arroz apresentaram propriedades pozolânicas e que podem ser empregadas para a produção dos compósitos fibrosos e concretos leve. No estudo com compósitos fibrosos, os resultados físicos e mecânicos em sua maioria indicaram que a cinza de casca de arroz apresentou os melhores resultados. Como não apresentaram propriedades pozolânicas, as cinzas de bagaço de cana-de-açúcar e cama de frango, mesmo apresentando bons resultados, podem ser utilizadas como \"micro-fillers\". No estudo com concreto leve, a cinza de casca de arroz também se apresentou como melhor substituto para o cimento Portland por apresentar os melhores resultados nos ensaios realizados. / This research examines the viability of the use of waste agro industrials ashes (sugar cane bagasse, poultry litter and rice husk) and mineral additives substitutes to Portland cement in the production of composite fiber and lightweight concrete. The ashes were obtained through controlled burns and milling waste, and had their chemical and physical characteristics analyzed. Besides the \"composite reference\" (0% substitution), the fiber composites were produced with levels of replacement of Portland cement, 10%, 15% and 20%, and lightweight concrete were produced with 10% of replacement. Were tested on physical and mechanical fiber composites and lightweight concrete. The results showed that the ashes of rice husk had pozolanic properties and can be used for the production of fiber composite and lightweight concrete. In the study with fiber composites, the results physical and mechanical mostly indicated that the rice husk ash showed the best results. As there had pozolanics properties, the ashes of sugar cane bagasse and poultry litter, even showing good results, can be used as \"micro-fillers\". In the study with lightweight concrete, the ash of rice husk is also presented as a better replacement for Portland cement by presenting the best results in tests.

O objetivo deste trabalho é avaliar o microclima interno de escamoteadores com diferentes formulações de placas cimentícias para o piso, aquecido com resistência elétrica. As placas de argamassa de cimento Portland tiveram por base o aproveitamento de resíduos agropecuários (cama sobreposta de suíno, fibra curta de sisal e casca de arroz) na sua confecção, em busca da melhoria nas propriedades físicas e mecânicas das placas. Essas matérias-primas serão utilizadas como material alternativo, na busca do reaproveitamento destes resíduos, que, na maioria das vezes, são descartados de forma errônea, prejudicando o meio ambiente. Esses resíduos foram caracterizados de forma a analisar sua potencialidade para a confecção das placas para piso de abrigo escamoteador. Foram confeccionados corpos-de-prova com seis diferentes tipos de formulações: referência de cimento Portland (C1), de CCSS em substituição a 30% em massa do cimento Portland (C2); de CCSS substituindo 30% de cimento Portland e fibras curtas de sisal substituindo 1,7% da massa da areia (C3); de CCSS substituindo 30% de cimento Portland e com casca de arroz substituindo 4% em massa de areia (C4); de cimento Portland com casca de arroz substituindo 4% da areia (C5); de cimento Portland com fibras curtas de sisal substituindo 1,7% da massa da areia (C6). Com base nos resultados dos ensaios físicos e mecânicos, as melhores formulações (C2, C3 e C4) foram escolhidas para a confecção das placas para o abrigo escamoteador. Para caracterização do ambiente, foram utilizados data-loggers para coleta de variáveis para determinação dos índices de conforto térmico: índice de temperatura de globo e umidade (ITGU), carga térmica radiante (CTR), entalpia (H), além dos índices analisou-se também a temperatura ambiental (TA) e a umidade relativa (UR). Os dias com menor valor de entalpia (H) foram considerados para análise comparativa dos índices de conforto, e os abrigos escamoteadores foram submetidos a quatro diferentes temperaturas de resistência (30, 35, 45 e 55 ºC). Os valores recome ndados para ITGU, CTR, H, TA e UR foram observados nos três diferentes tratamentos com a temperatura da resistência elétrica acima de 35ºC. Os resultado s obtidos validaram o destino alternativo a CCSS, a fibra de sisal e a casca de arroz, como materiais viáveis para utilização em placas de piso para abrigos escamoteadores com aceitável desempenho térmico, físico e mecânico. / The objective of this study is to evaluate the internal microclimate of piggy\'s houses with different formulations of cementitious boards for the floor, warmed with electrical resistance. The boards of ordinary Portland cement mortar were based on the use of agricultural residues (swine deep bedding, short-fiber sisal and rice husk) in its production, in search of improvement in physical and mechanical properties of the plates. These raw materials will be used as alternative materials searching reuse of waste, which in most cases are disposed of wrongly, harming the environment. These wastes were characterized in order to assess was potential for making the plates for floor piggy\'s houses. Samples were prepared with six different types of formulations: reference ordinary Portland cement (OPC) (C1), replacement of OPC by 30% by weight of ashes swine deep bedding (ASDB) (C2); replacement of OPC by 30% of ASDB and fiber short sisal replacing 1.7% of the mass of sand (C3); replacement of OPC by 30% of ASDB and rice husk replacing 4% by mass of sand (C4); OPC with rice husk replacing 4% of the sand (C5); OPC with short sisal fibers replacing 1.7% of the sand (C6). Based on the results of the mechanical and physical tests, the best formulations (C2, C3 and C4) were chosen for the preparation of the floor plates in the piggy\'s houses. To characterize the environment, data-loggers were installed for the collection of variables to determine the thermal comfort indices: black globe temperature and humidity index (BGHI), radiant heat load (RHL), enthalpy (H), ambient temperature (AT) and relative humidity (RH). The days with lower values of enthalpy (H) were considered for comparative analyses of the comfort indices, and piggy\'s houses were subjected to four different temperatures of electric resistance (30, 35, 45 and 55ºC). The recommended v alues for BGHI, RHL, H, AT and RH were achieved in the three different treatments with temperature of electric resistance above 35ºC. The results validat ed the alternative destination to ASDB, sisal fiber and rice husks as viable material for use in floor plates piggy\'s houses with acceptable thermal, physical and mechanical performance.

Atualmente, um dos principais problemas ligados às estruturas de concreto armado é a corrosão da armadura, especialmente devido à ação dos íons cloreto. Sua incidência no contexto das principais manifestações patológicas encontradas nas construções é bastante significativa, chegando a atingir índices de 50% em algumas regiões brasileiras. Além disso, o custo do reparo ou da reabilitação das estruturas deterioradas, em alguns casos, pode ser superior ao de uma estrutura nova. Com o objetivo de aumentar a vida útil das estruturas de concreto e diminuir o índice de ocorrência da corrosão de armaduras, esta pesquisa verifica o comportamento de concretos com adições minerais quanto à eficiência na proteção do aço contra a corrosão induzida por íons cloreto, em relação ao concreto sem adição. Para a produção dos concretos de alto desempenho (CAD), foram utilizados dois tipos de adições: a sílica de Fe-Si ou silício metálico (SFS), já comercialmente disponível, e a sílica extraída da casca de arroz (SCA), produzida em laboratório. Assim, além de proporcionar uma barreira física à entrada de agentes agressivos na camada de cobrimento, a utilização desses concretos contribui para a diminuição da poluição ambiental, uma vez que as adições estudadas são resíduos. Para tanto, foram realizados ensaios mecânicos e relacionados à durabilidade, tais como: absorção de água, resistência à penetração de cloretos, frente de penetração, teor total de cloretos e resistividade elétrica dos concretos. Na análise do processo de corrosão, duas técnicas foram empregadas: potencial de corrosão e espectroscopia por impedância eletroquímica. Em relação à microestrutura, foram realizados ensaios de porosimetria por intrusão de mercúrio, difratometria de raios X, termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos no controle da corrosão pelo ataque de íons cloreto foram favoráveis ao uso das adições em substituição ao cimento Portland, uma vez que os concretos com adições superam os resultados obtidos nos concretos sem sílica (ainda que a SFS tenha proporcionado melhor desempenho em algumas propriedades), indicando alta capacidade dos CAD em proteger o aço frente à ação de íons cloreto. Dentre os tipos de cimento utilizados, o CP V ARI RS mostrou-se mais eficiente que o CP V ARI Plus, bem como apresentou melhor sinergia com a SCA. A técnica de espectroscopia eletroquímica pode ser utilizada em CAD, porém deve-se minimizar os efeitos da alta resistividade do material, especialmente quando se utiliza a SFS. / Nowadays, one of the main problems in reinforced concrete structures is steel corrosion, especially due to the action of chloride ions. Its incidence among the main pathologies is quite significant, reaching indexes of 50% in some Brazilian areas. Besides, the cost of repair or rehabilitation of deteriorated structures, in some cases, can be higher than a new structure. To increase the service life of concrete structures and reduce the occurrence of steel corrosion, this work verifies the behavior of concretes with mineral additions in protecting the steel against the corrosion induced by chloride ions, in comparison to concretes without addition. For the production of high performance concretes (HPC), two addition types were used: silica fume (SF), already commercially available, and silica extracted from rice husk (SRH), produced in laboratory. Thus, besides providing a physical barrier to the aggressive agents in the concrete cover, the use of such concretes contribute to decrease the environmental pollution, since the additions studied are residues. Mechanical and durability tests were accomplished, such as water absorption, chloride penetration resistance, chloride penetration depth and concentration and electric resistivity of concretes. In the analysis of corrosion process, two techniques were used: open circuit potential and electrochemical impedance spectroscopy. Regarding the microstructure, tests of mercury intrusion porosimetry, X-ray diffraction, termogravimetry and scanning electron microscopy were conducted. The results obtained in the control of steel corrosion by chloride ions were favorable to the use of the additions in substitution to the portland cement. Both concretes with additions showed better performances than the concretes without silica, indicating high capacity of HPC to protect against the steel corrosion in reinforced concrete structures. Concerning the types of cement used, CP V ARI RS showed to be more efficient than CP V ARI Plus and presented better synergy with SRH. The electrochemical impedance spectroscopy technique can be used in HPC, however the effects of the high resistivity of the material should be minimized, especially when silica fume is used.

A incorporação de resíduos industriais ao concreto, tais como as pozolanas, é uma das soluções para o aproveitamento de subprodutos poluentes estando em acordo com os princípios da sustentabilidade. É objetivo do trabalho discutir e analisar a viabilidade da aplicação de um resíduo das termoelétricas da indústria de beneficiamento do arroz, a cinza da casca de arroz (CCA), como adição mineral em concretos duráveis. Com 88% de sílica em sua composição, a CCA tem grande potencial de utilização em concretos porque possibilita o aumento da resistência à compressão pelas suas características de alta pozolanicidade e grande finura. Misturas de argamassas padrão contendo 0, 5, 10 e 15% de CCA moídas apenas industrialmente e com moagem adicional de 1 hora, foram confeccionadas a fim de se avaliar o comportamento do aglomerante (CPV - ARI PLUS + CCA) em relação à resistência mecânica. Concretos com traços 1:3,5, 1:5 e 1:6,5, relação água-aglomerante igual a 0,45 e 15% de CCA foram ensaiados à compressão. Os ensaios mostraram que a CCA é predominantemente cristalina e tem alta pozolanicidade. Quanto às argamassas padrão e aos concretos, os resultados mostraram que a utilização da CCA em compósitos à base de cimento é viável, além de ser ecologicamente correta. / Industrial residues, such as pozzolan, can be incorporated in concretes as a solution for polluter refuses, according to sustainable principles. The objective of this work it is to discuss and analyze the use of rice thermoeletrical industry residue, the rice rusk ash (RHA), as mineral addition in durable concretes. The RHA can be used to increase the compression strength of concretes once it has high pozzolanicity and thinness, composed by 88% of silica. It was created mixtures of standard mortars containing 0, 5 10 and 15% of industrial grounded RHA and also with one hour of additional grind. The idea of those mixtures was to evaluate the mechanical strength of the agglomerate (pure Portland cement + RHA). Compression tests in poor, normal and rich concretes with water/agglomerate ratio of 0,45 and 15% of RHA were set too. The tests indicated that the RHA is predominant crystalline and it is a high pozzolanicity material. All the analyses showed that the material has suitable and competitive characteristics for application as agglomerate component.

Estudo realizado acerca da utilização de dois resíduos sólidos industriais (RSI) gerados em grande quantidade no Brasil, na obtenção de vidros soda-cal destinados à produção de embalagens. Os resíduos avaliados foram a cinza de casca de arroz (CCA) e resíduo do catalisador usado das unidades de Craqueamento Catalítico Fluido das Petroquímicas (ECAT), ambos podem ser classificados como resíduos sólidos de classe II de acordo com a norma NBR 10.004. Esta nova proposta para destinação desses resíduos é uma alternativa às atuais disposições, buscando não apenas minimizar os impactos ambientais gerados, mas também a valorização dos mesmos como matérias-primas. Para a produção das amostras, além da utilização dos RSIs, foram também utilizados óxidos fundente (Na2CO3) e estabilizante (CaO). Os resultados obtidos demonstraram que ambos podem ser usados como recebidos (sem tratamento prévio) substituindo matérias-primas importantes, fontes de Al2O3 e SiO2, necessárias para a formação de vidros. As amostras obtidas apresentaram a cor âmbar devido a presença de níquel (íons Ni2+) proveniente do ECAT e transmitância óptica de 18%. Estas, ainda demonstraram boa homogeneidade, i.e., ausência de bolhas e estriais e, resistências hidrolíticas média de 1,33x10-8 g/cm²·dia (superior à um vidro comercial de composição semelhante) de acordo com a ISO695-1984. O vidro obtido é adequado para aplicações que exigem baixa transmitância como embalagens de vidros em geral, os quais não requerem perfeita visibilidade e transparência. O teor de incorporação na composição final das amostras foi de aproximadamente 78% em massa. / In this study, the use of two industrial solid wastes (ISW), generated in large quantities in Brazil, were presented in production of soda-lime silicate glasses destined for packaging. The evaluated wastes were rice husk ash (RHA) and the spent catalyst at the Petrochemical Fluid Catalytic Cracking units (ECAT), both may be classified as a class II solid waste according to NBR 10.004. This new proposal for the allocation of such wastes is an alternative to current provisions, seeking not only to minimize environmental impacts, but also enrich them as raw materials. For the samples production, besides ISW were used melting oxide (Na2CO3) and stabilizer oxide (CaO).The results demonstrate that both can be used in their raw form (without treatment) replacing important raw materials, sources of Al2O3 and SiO2, essential for glass formation. The samples obtained presented amber color due to the presence of nickel (Ni²+ ion) from ECAT and 18% of optical transmittance. They also showed a good homogeneity, i.e., absence of bubbles and striae and 1,33x10-8 g/cm²·day of hydrolytic resistance according to ISO695-1984. Thus, the obtained glass is suitable for applications requiring low light transmittance such as colored glasses containers in general, which does not require perfect visibility and transparency. The incorporation in the final composition was approximately 78% in mass.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T12:41:16Z No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:24:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Neste trabalho, foram estudadas as propriedades físicas, mecânicas, acústicas e térmicas de um traço de Concreto autoadensável (CAA) já utilizado por uma Usina de Concreto, e outros três traços com substituição de cimento Portland (CP) por Cinza de casca de arroz (CCA). O traço referência (sem substituição) foi utilizado na construção de um Edifício de parede de concreto. Os ensaios foram definidos a fim de ser possível a análise tanto da resistência à compressão e resistência à tração diametral, quanto o conforto térmico e acústico apresentado por esse material, quando comparado com o que é normatizado. Para isso, foram realizados os ensaios no estado fresco, garantindo as especificações de todas as propriedades exigidas para um concreto ser considerado autoadensável. Após essa caracterização, moldaram-se os corpos de prova necessários para todos os ensaios do estado endurecido, sendo corpos de prova cilíndricos (100x200mm) para ensaios mecânicos, cilíndricos (20x100mm) para ensaios acústicos e retangulares (300x300x100mm) para ensaios térmicos. No quesito de resistência à compressão, superou o fck estabelecido aos 28 dias, que era de 25 MPa. Analisando os valores encontrados para absorção e isolamento acústico, pode-se dizer que apresentaram resultados satisfatórios na menor faixa de frequência e, na maior, apresentaram alguns problemas que acredita-se serem referentes ao equipamento utilizado. No desempenho térmico, todos os traços, apresentaram resultados próximos entre si e a outros estudos da bibliografia e normas, não sendo influenciado pela substituição da CCA. Os resultados dos ensaios demonstraram que é possível substituir CP por CCA sem que haja prejuízo às características mecânicas os CAAs, e ainda obter ganhos econômicos. O melhor concreto, levando em conta todos os aspectos estudados, foi com 20% de substituição de CP por CCA. / In this work the physical, mechanical, acoustic and thermal properties of a Self-consolidating concrete (SCC) mix design already used by a concrete plant and others three mix design with Portland cement (PC) replacement by Rice husk ash (RHA) were studied. The reference mix design (without replacement) was used in the construction of a concrete wall building. The experimental tests were defined in order to allow the analysis of both the compressive strength and diametral tensile strength, as well as the thermal and acoustic comfort presented by this material, Thus, the tests were realized in the fresh state, guaranteeing the specifications of all properties required for a concrete to be considered self-consolidating. After this characterization, the necessary specimens were molded for all the hardened state tests, being cylindrical specimens (100x200mm) for mechanical tests, cylindrical (20x100mm) for acoustic tests and rectangular (300x300x100mm) for thermal tests. The compressive strength exceeded the fck established at 28 days, which was 25 MPa. Analyzing the values found for absorption and acoustic insulation, it can be said that they presented satisfactory results in the lower frequency range and, in the higher, presented some problems that are believed to be referring to the equipment used. In the thermal performance, all the mix design present close results among themselves and other studies of the bibliography and norms, not being influenced by replacement of the RHA. The tests results demonstrated that it is possible to replacement PC for RHA without impairing the mechanical features of the SCCs as well as to obtain economic gains. The best concrete, taking into account all aspects studied, was with a 20% replacement of PC for RHA.

O crescimento dos países em desenvolvimento aumentará em várias vezes o consumo de energia, materiais e alimentos. Para suprir essa demanda é necessário o aproveitamento racional dos resíduos gerados por processos industriais, agrícolas e lixo urbano, transformando-os em energia economicamente competitiva com as outras formas de energia, e em materiais com propriedades otimizadas. O objetivo do presente trabalho foi comparar o comportamento da sílica da casca de arroz obtida por pré-hidrólise ácida seguida de calcinação controlada (Sil-PH) com sílicas de casca de arroz comerciais obtidas simplesmente pela queima da casca (Sil-B e Sil-C) e com a sílica comercial obtida da areia quartzítica (Sil-Z), como carga de reforço em borracha de estireno-butadieno (SBR), que é a mais usada na indústria de fabricação de pneus. Estudos foram conduzidos em SBR 1502, preparados conforme norma ASTM 3191-2010. Foram adicionadas à borracha as sílicas em concentrações de 0, 10, 20 e 40 ppcb. Foram conduzidos testes físicos, químicos, mecânicos, reométricos, dinâmico-mecânicos e análise térmica, bem como ensaios de inchamento dos corpos de prova em toluol e análise microestrutural das sílicas e dos compostos por microscopia eletrônica de varredura, com o objetivo de determinar a natureza do reforço. O número de ligações cruzadas foi avaliado e a energia de formação dessas ligações foi calculada. A relação entre as metodologias de cálculo da densidade de ligações cruzadas foi também avaliada, obtendo a caracterização desse tipo de carga de reforço não somente por correlações mecânicas mas também pela energia de formação das ligações. Os resultados mostraram que quanto maior a adição de sílica, maior é sua interação com a borracha. Dentre as sílicas adicionadas, Sil-Z alcançou os maiores valores de propriedades mecânicas dos compostos, e Sil-PH mostrou os melhores resultados dentre as sílicas de casca de arroz. Por avaliação por inchamento em toluol (teste estático) e por testes de tração e testes dinâmicos foi possível afirmar que as densidades de ligações cruzadas estão correlacionadas, Usando os resultados de reometria e as equações de Arrhenius estimou-se uma energia média de ligação, concluindo que esta corresponde a uma ligação do tipo covalente. Pelos valores de tan ? confirmou-se que os compostos com Sil-PH têm maior aderência no chão molhado do que aqueles com Sil-Z. A sílica nos compostos tende a diminuir a temperatura de transição vítrea. Os resultados da análise térmica mostraram elevada estabilidade térmica dos compostos com Sil-PH e Sil-Z. A falta de cominuição adequada da Sil-PH ocasionou uma dispersão irregular da sílica na SBR, uma molhabilidade parcial da sílica pela borracha e pelo agente de acoplamento, com consequente aparecimento de falhas na estrutura do composto. Por esse motivo as propriedades mecânicas dos compostos com Sil-PH foram inferiores às dos compostos com Sil-Z. / Developing countries are increasing by several times their consumption of energy, materials, and food. To attend their demand it is necessary to rationally reuse industrial, agricultural, and municipal solid waste residues, transforming them into economically competitive energy and materials with optimized properties. The objective of this work was to compare the behavior of a rice husk silica obtained by acidic prehydrolysis and controlled calcination (Sil-PH) with commercial amorphous silicas obtained from quartzite sand (Sil-Z) and from simply burned rice husks (Sil-B and Sil-C), as reinforcing filler in styrene-butadiene rubber (SBR) composites, which is the most used rubber in the tire manufacture industry. Studies were conducted on SBR 1502 rubber according to ASTM 3191-2010 in which amorphous silicas obtained from rice husk and quartzite silica were added at concentrations of 0, 10, 20, and 40 phr. Physical, chemical, mechanical, rheometric, dynamic-mechanical tests, thermal analysis, swelling studies in toluol and scanning electron microscopy of the silicas and composite specimens were made with objective to determine the nature of reinforcement. The number of crosslinks was evaluated and the energy of formation of these bonds calculated. The correlation between the methodologies of calculation of crosslink density was also evaluated, getting the characterization of this type of reinforcing filler not only by mechanical correlations but also by the energy of their formation. The results showed that the higher the content of added silica, the greater the interaction with rubber. According to the mechanical properties values Sil-Z achieved the highest properties values but Sil-PH showed better results compared to the other types of rice husk silicas. By evaluation by swelling in toluene (static), tensile tests and dynamic tests it was possible to affirm that the crosslink densities are correlated. By using the rheometry results and the Arrhenius equations the average bound was estimated to be of a covalent type. The silica in the compounds tends to lower the values of the glass transition temperature. The evaluation of tan ? showed that Sil-PH has more stickiness on the wet floor, which is an important property to tire application. Due to the lack of appropriate grinding of the Sil-PH the dispersion of the silica on SBR was irregular; partial wetting of the silica particles by rubber and silane had also occurred. Those facts had caused failures on the compound structural integrity, with a consequent lowering of the mechanical property values as compared to the compounds with Sil-Z addition.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-15T17:46:32Z No. of bitstreams: 1 Iara Janaína Fernandes.pdf: 17712029 bytes, checksum: b6e13ee1cb18381155281d91bedc3233 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-15T17:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iara Janaína Fernandes.pdf: 17712029 bytes, checksum: b6e13ee1cb18381155281d91bedc3233 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Artecola Química S/A / A escassez de recursos naturais não renováveis e o aumento da poluição ambiental tem aumentado a necessidade de materiais com características específicas, e que ao mesmo tempo sejam atóxicos e sustentáveis. Neste sentido, a inserção de coprodutos, outrora resíduos industriais, em novos ciclos produtivos, contribui para minimização destas problemáticas. A casca de arroz é um resíduo amplamente gerado no Brasil e no mundo, é o principal subproduto do beneficiamento do arroz e tem sido utilizada como biomassa para geração de energia, o que reduz o impacto ambiental negativo causado pela sua destinação, porém gera grande quantidade de outro resíduo, a cinza de casca de arroz (CCA). A CCA é composta basicamente por sílica e carbono, além de outros componentes em menores quantidades. Pelo elevado teor de sílica, é um resíduo com potencial para ser transformado em coproduto para diversas indústrias. Uma aplicação importante é o uso como agente de reforço na produção de compósitos poliméricos. O polímero epóxi é um excelente material de matriz para compósitos e largamente utilizado em diferentes aplicações. Considerando que a sílica é uma das cargas mais comumente usadas em compósitos de matriz epóxi, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar compósitos de CCA como carga em matriz epóxi em comparação com sílicas comerciais. Para isso, foi realizado primeiramente o beneficiamento e preparação de CCAs oriundas de distintos processos de combustão, por métodos de segregação granulométrica, moagem e lixiviação ácida. Após, as CCAs e sílicas foram caracterizadas utilizando análises de distribuição granulométrica, massa específica, área superficial, perda ao fogo, carbono total, análise química, pH, espectroscopia de infravermelho, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Depois da determinação dos parâmetros mais adequados ao desenvolvimento dos compósitos, foi realizada a preparação e moldagem dos mesmos utilizando as CCAs e sílicas nos percentuais de 20, 40 e 60%. A avaliação das propriedades dos compósitos foi realizada por meio de ensaios de viscosidade, espectroscopia de infravermelho, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, microscopia eletrônica de varredura, ensaios mecânicos e absorção de água. O processo de lixiviação ácida utilizado nas CCAs mostrou-se efetivo na redução ou eliminação de Fe2O3, K2O, CaO, Cl e P2O5. Com relação à caracterização das cargas, várias das propriedades foram semelhantes para CCAs e sílicas, indicando a viabilidade de substituição da sílica por CCA para diversos tipos de materiais poliméricos. No entanto, as sílicas mostraram maior pureza e menor área superficial comparadas às CCAs. Quanto à produção dos compósitos, estes foram produzidos com sucesso, porém em escala laboratorial e o processo de moldagem utilizado mostrou dificuldade de remoção de bolhas para as misturas mais viscosas. Os valores obtidos para as temperaturas de transição vítrea dos compósitos após a cura foram satisfatoriamente elevados, em torno de 140°C, assim como as temperaturas de degradação térmica, que ficaram acima de 370°C para todas as amostras analisadas. Através das análises mecânicas e absorção de água, pode-se constatar que a CCA tem comportamento semelhante ao da sílica, podendo ser substituída sem maiores adversidades. Os ensaios de MEV revelaram que houve uma boa dispersão e distribuição das cargas na matriz polimérica, e que a interface de adesão entre as partículas e a matriz foi melhor para os compósitos de cinza. No entanto, a análise de viscosidade evidenciou que a viscosidade das misturas contendo CCA aumenta exponencialmente, podendo causar problemas de processamento, dependendo da aplicação. / The scarcity of non-renewable natural resources and the increasing of environmental pollution have enlarged the need for materials with special properties, which have been at the same time non-toxic and sustainable. Regarding the inclusion of byproducts, which were industrial wastes before, into new productive processes, could minimize such problems. Rice husk is a solid waste widely generated not only in Brazil but also worldwide. It is considered the main industrial byproduct of rice manufacture and has been used as biomass for power generation, reducing the negative environmental impact caused by its disposal. Nevertheless, this application also generates large amount of another waste, named rice husk ash (RHA). RHA is basically composed by silica, carbon and other components in smaller amounts. Due to the high silica content, it is supposed to claim that this is a waste with potential to be transformed into byproduct for several industries. The use of this byproduct as a reinforcing agent for producing polymer composites could be an important application alternative. The epoxy polymer is widely used in different applications even as matrix material for composites. Considering that silica is one of the most commonly used fillers reinforced epoxy composites, this study aims to develop and evaluate RHA as filler in epoxy composites., comparing it to commercial silica. For this, it was performed the processing and the preparation of RHAs (from different combustion processes) by particle size segregation, grinding and acid leaching methods. After this stage, the RHAs and silica were characterized using particle size distribution analysis, density, surface area, loss on ignition, total carbon, chemical analysis, pH, infrared spectroscopy, thermal analysis, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. The most appropriate parameters for the composite development were determined. The preparation and molding of composites using RHAs and silica as filler in percentages of 20, 40 and 60%wt were performed. The composites properties evaluation was performed by testing viscosity, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, mechanical testing and water absorption. The acid leaching process used in the RHAs was effective in reducing or eliminating Fe2O3, K2O, CaO, P2O5 and Cl. According to the characterization results, RHAs and silica presented similar properties, indicating the feasibility of replacing the silica by RHA for different types of polymeric materials. However, the silica showed higher purity and low surface area compared to the RHAs. The composites production was successfully performed on a laboratory scale, but the molding process used showed bubbles hard removing from more viscous mixtures. The values obtained for the glass transition temperature after composites curing (around 140°C) and the thermal degradation temperature (above 370°C) were satisfactorily high for all samples. Through mechanical analysis and water absorption results, it was verified that the RHA composites presented similar behavior when compared with the silica composites. Therefore, they could be replaced with no negative aspects in terms of final product. SEM tests showed that there was a good distribution and dispersion of the fillers in the polymeric matrix. The adhesion interface between the particles and the RHA composites matrix was improved when compared with silica composites. However, the viscosity of mixtures containing RHA increased exponentially, could lead processing problems, depending on the application.