Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pre-textuais.pdf: 231387 bytes, checksum: 8e1d470bc2d14f949a6791e2c5439b59 (MD5) Previous issue date: 2010-07-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The response surface methodology applied to the technique of mixture experiments has been widely used in many fields of science and technology. The fundamental consideration is that a certain property depends on the component proportions, which constitute a material. The present work used the technique of mixture experiments to obtain multicomponent ceramic bodies suitable for the manufacture of ceramic tile products. In order to justify and correlate the results, the effects of structural and microstructural aspects of the green and fired materials on the final products properties were analyzed. The experimental procedure is comprised of a qualitative and quantitative understanding of the characteristics of raw materials, which constitutes the ceramic body, namely clays A and B, kaolin C, filliti D and E; a mixture design using a multicomponent mixture experiment; and a powder technology processing. The analysis of variance confirmed the significance of the models, but the variability coefficient R² indicated the influence of other factors on the studied properties than the raw materials. Additional experiments were conducted to validate the models. The models used did not allow an estimation of the properties to other compositions, which can be justified by the lack of replicas. The structural and microstructural characteristics, specially, crystalline and amorphous phases, and porosity, present in the green and sintered ceramic bodies, could be related to the properties, both measured and estimated according to the models. We obtained a range of formulations for ceramic tiles Category porous and semi-porous in terms of results. To obtain other types of ceramic tile as porcelain tile, new studies should be performed in processing conditions closer to those used in the coating industry, using new formulations. / A metodologia de superfície de resposta aplicada às técnicas de experimentos com mistura tem sido muito utilizada em várias áreas da ciência e tecnologia. A consideração fundamental é que uma determinada propriedade depende da fração dos componentes que constituem o material. O presente trabalho usou a técnica de experimentos com misturas para a obtenção de massas cerâmicas multicomponentes, destinadas a fabricação de revestimentos cerâmicos, visando a avaliação do uso da técnica de delineamento de misturas para composições utilizando cinco matérias-primas cerâmicas. A partir dos resultados da caracterização das massas cerâmicas obtidas e dos corpos-de-prova a verde e sintetizados, foram encontradas equações de regressão para as principais propriedades tecnológicas, como uma função dos componentes das misturas. A análise de variância confirmou a significância dos modelos, porém o coeficiente de variabilidade R² indicou a influência de outros fatores sobre as propriedades estudadas que não as matérias-primas. Foram realizados experimentos adicionais para a validação dos modelos, observou-se que os modelos utilizados não possibilitaram uma estimativa das propriedades para outras composições, o que pode ser justificado pela falta de réplicas. Entretanto as características microestruturais do material cerâmico obtido puderam ser correlacionadas com as propriedades medidas, justificando os resultados observados. Além disso, foi possível obter uma gama de formulações para revestimentos cerâmicos da categoria poroso e semi-poroso do ponto de vista das propriedades estudadas. Para obtenção de outras categorias de revestimento cerâmico como os porcelanatos, devem ser realizados novos estudos em condições de processamento mais próximas as utilizadas na indústria de revestimento, e utilizando novas formulações.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capa.pdf: 95836 bytes, checksum: ab0da8ae4e371bd183a3047b3a12e534 (MD5) Previous issue date: 2011-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / One of the main problems in the foundry industry is the generation of solid wastes, which have high environmental impact. In the foundry process, the use of binders and additives in the sand, limits its reuse, therefore, this type of industry discards the waste in controlled landfills. The reason of this work is the residual exhaustion powder, from the regeneration of the sand core making. In this way, we search alternatives in order to reuse the exhaustion powder in large amount, in order to minimize the discards costs by the steel industries and incorporate it into the production process of construction. In contrast, the construction industry lacks many raw materials, including natural sand from rivers. This aggregate has caused irreversible environmental impacts such as loss of biodiversity in the areas of raw material extraction, siltation and compromising of flow regime of rivers, deforestation of riparian forests decrease in production areas that burdens the cost of the product. The search for a new material for building with value-added minimize the disposed of foundry waste in controlled landfills and reduces the amount consumed of raw material extracted from riverbeds. This work aims to evaluate the potential use of exhaustion powder for the production of conventional concrete without structural purposes. The experiments were conducted under the following conditions: 0, 7.5 and 15% of exhaustion powder in weight for different levels of water/cement ratio (0.52, 0.54 and 0.56). For this, the concrete and the materials were analyzed by characterization tests, mechanical property of compression and ecotoxicological. In analyzing the characteristics of the materials it appears that exhaust powder is a low size particule and no poses risk to public health. The nominal compressive strength of concrete by replacing 15% of the exhaust powder was close to the values reached without the use of the same. Checking the results through the analysis of experiments, it was found that it is feasible to replace the exhaust powder in proportions up to 15% under conditions of the water/cement ratio. / Um dos maiores problemas das indústrias de fundição é a geração de resíduos sólidos, que têm alto impacto ambiental. No processo de fundição, o uso de ligantes e aditivos limita a reutilização de areia, por este motivo este tipo de indústria descarta o referido resíduo em aterros controlados. O objeto deste trabalho é o resíduo pó de exaustão, proveniente da regeneração de areias da macharia. Nesse sentido, procuram-se alternativas a fim de reutilizar o pó de exaustão em grande quantidade, de forma a minimizar os custos de descarte pelas siderúrgicas, e incorporá-lo no processo produtivo da construção civil. Em contrapartida, o setor da construção civil carece de diversas matérias-primas, entre elas a areia natural de rio. Este agregado tem gerado impactos ambientais irreversíveis, como perda da biodiversidade nas áreas de extração da matéria-prima, assoreamento dos rios, comprometimento da vazão e regime dos rios, desmatamentos das matas ciliares, exaustão das áreas produtoras que onera o custo do produto. Logo a busca de um novo produto para a construção civil com valor agregado tende a minimizar o resíduo de fundição descartado em aterros controlados e reduz a quantidade consumida de matéria-prima extraída dos leitos de rio. Este trabalho tem por objetivo avaliar as potencialidades da utilização do pó de exaustão para a produção de concretos convencionais sem fins estruturais. Os experimentos foram conduzidos nas seguintes condições: 0, 7,5 e 15% de pó de exaustão em peso para diferentes teores do fator água/cimento (0,52, 0,54 e 0,56). Para tal, o concreto e os materiais foram analisados através de ensaios de caracterização, da propriedade mecânica de compressão e ecotoxicológicos. Na análise das características dos materiais constata-se que o pó de exaustão é um material de granulometria baixa e não apresenta riscos a saúde pública. A resistência mecânica nominal de compressão do concreto com a substituição de 15% do pó de exaustão ficou próxima dos valores encontrados sem a utilização do mesmo. Verificando os resultados através da análise de experimentos, verificou-se que é viável a substituição do pó de exaustão nas proporções em até 15% dentro das condições do fator água/cimento.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capitulo1.pdf: 318543 bytes, checksum: 88ee50078e69bde03de3a2e8ef9120c7 (MD5) Previous issue date: 2005-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work studies the use of a residual foundry sand as raw material in mortars for building material applications. The residue used (residual foundry sand) was supplied by a foundry industry from Joinville-SC and is classified as residue class II, according to the Brazilian normatization NBR 10004/87. The residue and the ordinary sand were characterized by physical tests and by chemical and morphological analyses through the Scanning Electron Microscope (SEM). The residue was incorporated into mortars to partially replace the ordinary sand from 0,00 to 100% (in mass). The samples were cured in alkaline water immersion for 28 days. Samples without residue and with 30% of residue were cured naturally during six and twelve months after 28 days of cure in saturate water. After these aging times the samples were tested by uniaxial compression, analyzed by SEM and by leaching and solubilization tests. The investigation through these techniques allowed us to observe that the residue has not influence in the mechanical strength of the mortars. The binder used in the foundry sand (bentonite plus coal powder) leads to a nucleation and growth of ettringite crystals, mainly due to the presence of sulfur in the coal powder. Thus, the ettringite stabilize chemically, at least partially, the sulfur present in the residue. The ettringite contained in the mortars produced with residue turns into monossulphate with the aging time. The mortars are mainly constituted of C-S-H phases. Regarding the leaching tests it was found that, in every sample, the chemical elements analyzed all have the concentrations bellow the maximum limits established by the NBR 10004/87. The solubilization test showed that the residue concentration in mortars must be limited to avoid environmental impact. On the samples composed with 30% of residue and without residue it was found a small surplus of aluminum. / Este trabalho teve por objetivo estudar a utilização da areia de fundição residual como fonte de matéria-prima para fabricação de argamassas utilizadas na construção civil. O resíduo usado neste trabalho (areia de fundição residual) foi fornecido por uma fundição de Joinville - SC e é classificado como resíduo classe II, conforme NBR 10004/87. A areia residual de fundição (resíduo) e a areia de construção civil (areia comum) foram caracterizadas por meio de ensaios físicos, análise morfológica e análise qualitativa, realizados com auxílio de microscopia eletrônica de varredura e pela micro análise de EDX. O resíduo estudado foi usado como agregado em substituição à areia comum em porcentagens que variaram de 0 a 100% em massa. Os corpos-de-prova foram curados sob imersão em água alcalina por 28 dias. Corpos-de-prova sem resíduo e com 30% de resíduo foram envelhecidos naturalmente por seis e doze meses após 28 dias de cura saturada. Após a cura, foram testados em compressão uniaxial, posteriormente analisados por microscopia eletrônica de varredura e ensaios de lixiviação, análise de massa e solubilização. A investigação por intermédio dessas técnicas de caracterização nos permitiu observar que não existe influência significativa do resíduo areia de fundição na resistência mecânica das argamassas. O aglomerante utilizado na areia de fundição (bentonita e pó de carvão) favorecem a germinação e crescimento de cristais de etringita, principalmente por causa da presença de enxofre no pó de carvão. Com o tempo, a etringita presente nas argamassas com resíduo se transforma em monossulfato. As argamassas curadas são formadas principalmente de silicatos de cálcio hidratados (fases C-S-H). Com relação aos ensaios de lixiviação e análise de massa, foi observado que todos os elementos químicos analisados estão abaixo do máximo estabelecido pela NBR 10004/87. Os ensaios de solubilização mostraram que a adição de resíduo na argamassa deve ser limitada para evitar impacto ambiental. Nas amostras de argamassa com 30% de resíduo e sem resíduo tem-se um pequeno excesso de alumínio.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-12T13:02:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AproveitamentoRejeitoCaulim.pdf: 7255550 bytes, checksum: 1cf9dd419155eff22adcbd62e6db8507 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-12T16:07:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AproveitamentoRejeitoCaulim.pdf: 7255550 bytes, checksum: 1cf9dd419155eff22adcbd62e6db8507 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T16:07:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AproveitamentoRejeitoCaulim.pdf: 7255550 bytes, checksum: 1cf9dd419155eff22adcbd62e6db8507 (MD5) Previous issue date: 2000-11-29 / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A região Amazônica detém 10 % das reservas mundiais de caulim. A partir dos anos setenta, duas grandes jazidas amazônicas de caulim vêm sendo exploradas, produzindo caulim para cobertura de papel. No processo de beneficiamento, é gerado um elevado volume de rejeito industrial poluente, o qual é depositado em extensas e onerosas lagoas de sedimentação. Pelo fato do rejeito ser bastante volumoso, essas lagoas tornam-se um problema ambiental de grandes proporções, devido às extensas áreas desmatadas para suas construções (Barata, 1998). Neste trabalho, são propostas alternativas de utilização econômica desse rejeito, o qual constitui-se, basicamente, de uma suspensão do argilomineral caulita, para a produção de pozolana, sulfato de alumínio, a síntese de alúmen de amônio e alumina para utilização cerâmica. A metodologia constitui-se na secagem e calcinação do rejeito, seguida da extração do Al contido via lixiviação ácida (H2SO4), seguida da cristalização de alúmen de amônio, por reação com NH4OH concentrado, mediante controle de pH, e posterior calcinação a 1200°C, obtendo-se ?-Al2O3, isenta de sódio e de baixa granulometria. Das aluminas assim obtidas, são confeccionados corpos de prova prensados e sinterizados a 1600° C, para determinação de suas propriedades cerâmicas, as quais são comparadas com as de uma alumina comercial. Após a lixiviação ácida para a extração do Al, resulta como material insolúvel, uma sílica amorfa, para a qual sugere-se, como contribuição adicional, uma aplicação econômica, empregando-se como pozolana artificial em argamassas de cimento portland, realizando-se testes mecânicos para avaliação de seu desempenho. Os materiais utilizados e sintetizados, foram caracterizados empregando-se difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho, termogravimetria, análise térmica diferencial, distribuição granulométrica, área específica BET, porosidade, análises químicas por via úmida e por fluorescência de raio-X. / The Amazon region detains 10% of the world reserves of kaolim. Since the seventy's, two great amazonic beds of kaolim are explored, producing kaolim for paper cover. In the beneficiation process, it's generated an elevated volume of polluted industrial residue which is deposited in extensivas and onerous lagoons of sedimentation. Because of the residue is very voluminous, these lagoons become an environmental problem of great proportions, due the extensivas deforested areas used for their constructions ( Barata, 1998). In this work, are suggested altematives of economic utilization of this residue, which is constituted, mainly, by a suspension of the claymineral kaolinite, for the production of pozolane, aluminium sulphate, the synthesis of the ammonium alum and alumina for ceramics utilization. The methodology constitutes in the drying and the calcination of the residue, followed by the extraction of the AI retained by the acid lixiviation H2SO4 ) followed by the ammonium alum crystallisation, for the reaction with the concentrated NH4OH, by means of pH control, and later calcination at 1200°C, getting a-Al2O3, with no sodium and Iow granulometry. From the aluminas obtained, are made bodies of proof smashed and sintered at 1600°C, to the determination of the ceramics properties, which are compared to one of the commercial alumina. After the acid lixiviation for the AI extraction, results as an insoluble material, an amorphous silica, for which it is suggested, as an additional contribution, an economic application, using it as artificial pozolane in building portland cement, making mechanics tests for the evaluation of its performance. The material that were used and synthesized were characterized throught the use of the X ray diffraction, eletronic scanning microscopy, the infra-red spectroscopy, thermogravimetry, differential thermic analisys, particle size analysis, specific area BET, porosity, chemical analisys throught umid means and throught X ray fluorescence.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-02T21:05:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TransformacoesTermicasPropriedades.pdf: 4724319 bytes, checksum: 6c7d36eba7192c08b73d8ada132d43bb (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-02T22:06:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TransformacoesTermicasPropriedades.pdf: 4724319 bytes, checksum: 6c7d36eba7192c08b73d8ada132d43bb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T22:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TransformacoesTermicasPropriedades.pdf: 4724319 bytes, checksum: 6c7d36eba7192c08b73d8ada132d43bb (MD5) Previous issue date: 2006-03-23 / Mullita, Al6Si2O13, é um mineral relativamente raro na natureza, formado sob condições excepcionais de elevada temperatura e pressão, condições estas que podem ser utilizadas na síntese do mineral. Apresenta excelentes propriedades de resistência mecânica a elevada temperatura, baixo coeficiente de expansão térmico, boa estabilidade química e térmica. Tais características explicam sua importância na cerâmica tradicional e avançada. A proposta da pesquisa tem como objetivo desenvolver um processo de síntese de mullita a partir dos resíduos do beneficiamento de caulim, das indústrias localizadas nos distritos de caulim do rio Jari (Monte Dourado - PA) e do rio Capim (Ipixuna - PA). Com os materiais sintetizados são feitos estudos preliminares de suas aplicações como matérias-primas para a fabricação de chamota e tijolos refratários sílico-aluminosos. As etapas apresentadas são as de caracterização mineralógica e química, verificando as diferenças entre os materiais; a de processamento, feita através da calcinação dos resíduos em patamares crescentes de temperaturas de 100 em 100ºC, iniciando de 600 até 1500ºC por 3 h, visando observar as transformações mineralógicas; a do estudo dos efeitos de temperatura e das impurezas presentes, através de acompanhamento por difração de raios-X pelo método do pó, microscopia eletrônica de varredura do pó, fratura dos corpos de prova, lâminas delgadas e seção polida e; a das propriedades cerâmicas, apresentando os testes de retração linear dos corpos de prova, porosidade aparente, tensão de ruptura à flexão e refratariedade. Os resultados obtidos indicam que, os resíduos do rio Jari (CR) e do rio Capim (PR) são constituídos principalmente por caulinita; a caulinita do PR apresenta-se com maior grau de ordem estrutural do que CR; o aumento na temperatura de calcinação favoreceu um aumento na aglomeração dos dois resíduos; o maior teor de Fe na amostra CR, influenciou na formação de mullita, na energia de ativação e na retração linear de sinterização e; pelos ensaios de refratariedade, os dois resíduos industriais demonstraram que podem ser utilizados para refratários e chamotas. / Mullite, Al6Si2O13, is a relatively rare mineral in nature, formed under exceptional conditions of high temperature and pressure, which can be used to synthesize this mineral. Mullite presents excellent mechanical resistance at high and normal temperatures; low thermal expansion coefficient; good chemical and thermal stability. Such characteristics explain the importance of mullite in traditional and advanced ceramics. This research proposes the development of a process to synthesize mullite using the wastes from kaolin processing industries located in the rio Jari (Monte Dourado-PA) and rio Capim (Ipixuna-PA) districts. Preliminary studies are made on the synthesized materials for application as base materials for grog and silicon-aluminum refractory bricks. The steps are: (a) mineralogical and chemical characterization, verifying the differences between the materials; (b) processing through calcinations of the wastes at increasing levels of temperature with 100 oC increments, ranging from 600 to 1500 oC, during 3 hours at each level, so mineralogical changes can be observed and; (c) the study of temperature and impurities effects through X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy, green bodies cleavage, thin layer and polished section; and of ceramics properties, through green bodies retraction (shrinking). The results of this work indicate that detrites from kaolin industries at rio Jari and rio Capim are constituted mainly by kaolinite. The PR samples showed a higher level of structural order than the CR samples. The increase in calcination temperature favored agglomeration in both samples. A higher content of Fe in the CR samples influenced mullite formation, activation energy, and linear shrinking in sintering. Also, through to the results of the refractarity essays, both industrial waste samples showed that they can be used as starting materials for refractories and grog.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo Sonia Richartz Prim.pdf: 159893 bytes, checksum: ea0b9f6ba4434f44e947a911ca700ada (MD5) Previous issue date: 2014-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for ceramic pigments with good properties are the basis of research conducted in this industry, in view of the importance of color for the final finished product. Aiming at seeking new pigments to replace or optimize existing ones, new synthesis methods and the incorporation of alternative raw materials are under study. In this work, we studied the possibility of using industrial waste from the treatment of effluents from the galvanoplasty process to synthetize pigments with spinel structure. The characterization of this type of waste and analysis of its potential to be used as chromophoric source were assessed in terms of chemical and mineralogical composition, thermal behavior, among others. The proportion of the transition elements, nickel and chromium present in the waste, allowed for the formation of important spinel structures. The synthesis method adopted consisted of the following steps: formulation; homogenization; calcination; and washing, when necessary. Firstly, we studied the addition of chromophoric ions Cr, Ni and Co in the structures MAl2O4, M=Zn, Mg, as well as the adoption of different temperatures (1000 to 1400 ºC/3h). The effect caused by solid dissolution of each ion in the structures and its relationship with the synthesis temperature was evaluated. It was possible to develop pigments with interesting color performance and different hues. Afterwards, the selection of a structure to obtain pigments from this selected chromophoric source was evaluated. We chose to work with structures NiCr2O4 and (Ni,Fe)(FeCr)2O4. The calcination temperature adopted was 1200 ºC/3h. The structures allowed for black pigments, however, with low pigmenting performance. In order to improve the performance of pigments with the addition of residue, we chose to further investigate the pigments formed with the 17 three elements nickel, iron and chromium at an equal molar ratio, resulting in the supposed structure (Ni0,5Fe0,5)(Fe0,5Ni0,5Cr1,0)O4, taking into consideration their degree of inversion. For this new step of the study, the synthetizing temperature adopted was 1000 ºC/3h. The aim was to assess the possibility of recovering the CaSO4 derived from the residue composition. For such, a washing stage was added to the pigment synthesis process. This new formulation favored the formation of the desired spinel phase, reducing the presence and intensity of secondary phases. The absence of the characteristic peaks indicating the presence of CaSO4 no DRX indicates the effectiveness of the washing process, which contributes to a reduction of a liquid phase formation and a better granulometric control. The results obtained after application showed that the synthesized pigments presented some instability during the application process. Therefore, studies were conducted to assess the influence of adding different concentrations of cobalt. The pigments synthetized with the addition of 0.3 mol of cobalt presented better pigmenting properties compared to pigments synthetized with the same structure. Adding waste into this composition led to the formation of pigments with improved performance, especially after application testing. The results allowed to associate this effect with the presence of secondary phases such as pyroxene, derived from the presence of SiO2 and CaO in the waste, resulting from the treatment process. The reproducibility of pigments synthesized with different batches of waste for the best composition studied was also evaluated. It was observed that they presented a good performance in face of the industrial conditions. / A busca por pigmentos cerâmicos com boas propriedades são a base das pesquisas realizadas neste setor, tendo em vista, a importância da cor para o produto final acabado. Com o intuito de buscar novos pigmentos que substituam ou otimizem os já conhecidos, novos métodos de síntese estão sendo pesquisados, bem como, a incorporação de matérias primas alternativas. No presente trabalho, estudou-se a possibilidade de aproveitamento de um resíduo industrial, proveniente do tratamento de efluentes do processo de galvanoplastia, na síntese de pigmentos com estrutura espinélio. A caracterização do resíduo e análise de suas potencialidades para uso como fonte cromófora, foram avaliadas em termos de composição química e mineralógica, comportamento térmico, entre outros. Os percentuais dos elementos de transição Níquel e Cromo presentes no resíduo possibilitaram a formação de estruturas de espinélios importantes. O método de síntese adotado englobou as seguintes etapas: formulação; homogeneização; calcinação e lavagem quando necessário. Primeiramente, foi estudada a adição dos íons cromóforos Cr, Ni e Co nas estruturas, MAl2O4, M=Zn, Mg, bem como, de diferentes temperaturas (1000 a 1400 ºC/3h). Avaliou-se o efeito causado pela dissolução sólida de cada íon nas estruturas, e sua relação com a temperatura de síntese. Foi possível desenvolver pigmentos com desempenho cromático interessante e tonalidades distintas. Posteriormente, foi avaliada a seleção de uma estrutura para a obtenção de pigmentos a partir desta fonte cromófora selecionada. Optou-se por trabalhar com as estruturas NiCr2O4 e (Ni,Fe)(FeCr)2O4. A temperatura de calcinação adotada foi de 1200 ºC/3h. As estruturas permitiram obter pigmentos negros, entretanto, com baixo desempenho pigmentante. A fim de aprimorar o desempenho dos pigmentos com adição de resíduo, 15 optou-se por investigar melhor os pigmentos formados com os três elementos Níquel, Ferro e Cromo, em uma igual proporção molar, resultando na suposta estrutura (Ni0,5 Fe0,5)(Fe0,5Ni0,5Cr1,0)O4, tendo em consideração o seu grau de inversão. Para esta nova etapa do trabalho a temperatura de sinterização adotada foi de 1000 ºC/3h. O objetivo foi avaliar a possibilidade de recuperação do CaSO4 proveniente da composição do resíduo. Para tanto, uma etapa de lavagem foi inserida no processo de síntese dos pigmentos. Esta nova formulação favoreceu a formação da fase espinélio desejada, diminuindo a presença e intensidade das fases secundárias. A não observância dos picos característicos da presença de CaSO4 no DRX, indica a eficácia do processo de lavagem, contribuindo para redução da formação de fase líquida e melhor controle granulométrico. Os resultados obtidos após aplicação permitiram concluir que os pigmentos sintetizados apresentaram certa instabilidade durante o processo de aplicação. Portanto, foram realizados estudos para avaliar a influência da adição de diferentes concentrações de Cobalto. Os pigmentos sintetizados com adição de 0,3 mol de Cobalto apresentaram melhores propriedades pigmentante ao serem comparados aos pigmentos sintetizados com a mesma estrutura. A incorporação de resíduo nesta composição propiciou a formação de pigmentos com melhor desempenho, principalmente após os testes de aplicação. A análise dos resultados permitiu associar este efeito a presença de fases secundárias, como o piroxênio, provenientes da presença de SiO2 e CaO no resíduo, resultante do processo de tratamento. A reprodutibilidade dos pigmentos, sintetizados com distintos lotes de resíduo para a melhor composição estudada, também foi avaliada. Pode-se observar que os mesmos apresentaram bom desempenho frente às condições industriais.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo LEVANDOWSKI.pdf: 475369 bytes, checksum: 6234f28eabf60dbad017c95e2d659f76 (MD5) Previous issue date: 2014-07-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nanotechnology involves creation, manipulation and exploitation of materials at the nanoscale. This Science has led to research and development of new materials consisting of molecules, particles and/or grains in the nanometer scale. The Research Group in Biomaterials of UDESC develops studies in the field of nanotechnology and nanomaterials for more than a decade with the goal of developing nanostructured biomaterials with different characteristics of conventional biomaterials, capable of promoting early bone formation and contributes significantly within the bone healing and quality of life The first step of this Thesis research aimed to characterize six different granular microporous biomaterials divided into two groups. Group I was composed of hydroxyapatite (HAp), beta tricalcium phosphate (TCP), and biphasic calcium phosphate (BCP) at a concentration of 60% HAp and 40% TCP by volume. Group II consisted of three compositions of nanocomposites in hydroxyapatite matrix, with 5% by volume of the second nanometric phase, in the following compositions: HAp-SiO2n, HAp-TiO2n and HAp-Al2O3-αn. The results of the characterization were related to X-ray diffraction analysis (XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), morphological and microstructural characterization, specific surface area, hydrostatic density and open porosity. After characterization studies, the calcium phosphate biomaterials and nanocomposites were used for simultaneous comparative analysis of bone formation in a method of guided bone augmentation in rabbit calvaria. Blood clot (C) and bovine hydroxyapatite BioOss® (HAP-BOV) served as control. The results of histomorphometric analysis demonstrated that the biomaterial HAp-SiO2 showed the highest amount of mineralized bone tissue after 45 days (39.07%), followed by HAp (36.92%), TCP (31.3%), BCP (31.2%), HAp-Al2O3 (28.88%), HAp-BOV (26.45%), HAp-TiO2 (15.92%) and C (3.6%). After 90 days, analysis was performed only for Group I and the 14 HAp biomaterial had the highest amount of mineralized bone tissue (49.46%), followed by BCP (41.5%), TCP (35.18%) and C (6.26%). The results of the characterization and in vivo studies showed that calcium phosphates HAp, TCP, BCP and nanocomposite HAp-SiO2 were biocompatible and do not induced inflammatory tissue reactions. Their microstructural characteristics, with lower grain than 800nm and interconnected microporosity above 25%, provided better performance of bone formation in relation to commercial biomaterial used as control. / A nanotecnologia envolve a criação, manipulação e exploração de materiais na escala nanométrica. Esta Ciência tem levado à investigação e ao desenvolvimento de novos materiais constituídos por moléculas, partículas e/ou grãos na escala do nanômetro. O Grupo de Pesquisa em Biomateriais da UDESC desenvolve pesquisas na área de nanotecnologia e nanomateriais há mais de uma década com o objetivo de desenvolver biomateriais nanoestruturados com características diferenciadas dos biomateriais convencionais, capazes de promover a neoformação óssea precoce e contribuir significativamente dentro dos processos de reparação tecidual e com a qualidade de vida. A primeira etapa deste trabalho de Tese teve por objetivo realizar a caracterização de seis diferentes biomateriais microporosos granulados, divididos em dois grupos. O grupo I foi composto pelos biomateriais hidroxiapatita (HAp), fosfato tricálcico beta (TCP) e fosfato de cálcio bifásico (BCP) na concentração de 60% HAp e 40% TCP em volume. O grupo II foi formado por três composições de biomateriais nanocompósitos em matriz de hidroxiapatita, a 5% em volume da segunda fase nanométrica, nas seguintes composições: HAp-SiO2n, HAp-TiO2n e HAp-Al2O3-n. Os resultados de caracterização obtidos relacionaram os dados referentes à análise por difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), caracterização morfológica e microestrutural, área superficial, densidade hidrostática e porosidade aberta. Após a realização dos estudos de caracterização, os biomateriais fosfatos de cálcio e nanocompósitos foram utilizados para uma análise comparativa simultânea de formação óssea em um método de aumento ósseo guiado em calvária de coelhos. Como controle foram utilizados o coágulo sanguíneo (C) e a hidroxiapatita bovina BioOss® (HAP-BOV). Os resultados da análise histomorfométrica demonstraram que o biomaterial HAp-SiO2 apresentou a maior quantidade de tecido ósseo mineralizado aos 45 dias (39,07%), seguido da HAp (36,92%), TCP (31,3%), BCP (31,2%), HAp-Al2O3 (28,88%), HAp-BOV (26,45%), HAp-TiO2 (15,92%) e C (3,6%). A análise aos 90 dias foi realizada apenas para o grupo I e o biomaterial HAp apresentou a maior 12 quantidade de tecido ósseo mineralizado (49,46%), seguido por BCP (41,5%), TCP (35,18%) e C (6,26%). Os resultados obtidos dos estudos de caracterização e de formação óssea mostraram que os fosfatos de cálcio microporosos HAp, TCP, BCP e o nanocompósito microporoso HAp-SiO2 foram biocompatíveis e não induziram reações teciduais inflamatórias. Suas características microestruturais, com grãos inferiores a 800nm e microporosidade interconectada acima de 25%, proporcionaram um melhor desempenho de formação óssea em relação ao biomaterial comercial utilizado como controle.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 120753 bytes, checksum: 83faa676dcbe647a5d0a76335228d970 (MD5) Previous issue date: 2012-10-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of iron oxide in the pigment production is justified by its wide variety of colors, high thermal stability and non-toxic. These oxides may be naturally occurring or synthetic, and currently has progressively expanded the use of industrial byproducts as a source of oxide pigments. Among the processes for the production of pigments, the ceramic process, most widely used by industries has some disadvantages such as high temperatures of calcination. The suggestion to minimize this drawback is the incorporation of substances called mineralization that would act to decrease the temperature of synthesis of these pigments. The purpose of this study was to analyze and produce ceramic pigments of iron oxide with the addition of three types of mineralization in different quantities, as ion source using a chromophore-product industry that already had shown satisfactory results when used in previous work. Moreover, as comparative factor was also produced with iron oxide pigments business under the same conditions of the pigments obtained from the byproduct. Results of thermal analysis demonstrated that the addition of mineralization acted to reduce the onset temperature of the liquid phase, and have been the basis for the choice of different temperatures of calcination. The material resulting from this process was added to porcelain paste and sintered at different temperatures in order to get close as possible to the industrial conditions. According to visual analysis was not possible to observe significant differences between the pigments obtained with the two types of iron oxide, only difference in the intensity, and samples that showed the crystallization of silica generated colors with lighter shades. Finally, the calorimetric analysis performed for the highest amount of pigments with pigments indicated mineralization situated between the red and yellow and high brightness values, indicating clear pigments. / A utilização de óxido de ferro na produção de pigmentos é justificada pela sua ampla variedade de cores, alta estabilidade térmica e atoxidade. Estes óxidos podem ser de origem natural ou sintética, sendo que atualmente vem ganhando espaço o uso de subprodutos industriais como fonte de óxidos pigmentantes. Já entre os processos para produção de pigmentos, o processo cerâmico, mais utilizado pelas indústrias apresenta algumas desvantagens, como as altas temperaturas de calcinação. A sugestão para minimizar este inconveniente é a incorporação de substâncias denominada mineralizadoras que agiriam de forma a diminuir a temperatura de síntese destes pigmentos. O intuito deste trabalho foi produzir e analisar pigmentos cerâmicos de óxido de ferro com a incorporação de três tipos de mineralizadores em quantidades diferentes, utilizando como fonte de íon cromóforo um subproduto industrial que já havia apresentado resultados satisfatórios quando utilizado em trabalho anterior. Além disso, como fator comparativo foi produzido também pigmentos com óxido de ferro comercial nas mesmas condições dos pigmentos obtidos com o subproduto. Resultados de analise térmica demonstraram que a adição de mineralizadores atuou de forma a diminuir a temperatura de início de fase líquida, além de terem sido base para a escolha de diferentes temperaturas de calcinação. O material resultante deste processo foi adicionado à massa porcelânica e sinterizado em diferentes temperaturas com a finalidade de se aproximar o máximo possível das condições industriais. De acordo com analise visual não foi possível observar diferenças significativas entre os pigmentos obtidos com os dois tipos de óxido de ferro, apenas diferença na intensidade, sendo que amostras que apresentaram cristalização da sílica geraram cores com tonalidades mais claras. Por fim, as analises de calorimetria realizada para os pigmentos com maior quantidade de mineralizadores indicaram pigmentos situados entre o vermelho e o amarelo e valores de luminosidade altos, indicando pigmentos claros.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capa - Introducao.pdf: 278813 bytes, checksum: 67c088e26fd453a870f20d39f1092ef4 (MD5) Previous issue date: 2011-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Looking for the sustainability of the construction sector, many countries are trying to find options to minimize the problems of solid waste generation in construction. This research addresses the use of construction and demolition waste as pavement base for low-traffic routes. Also, aims to enter this sub-product for construction of roads with lower carrying capacity, in Joinville, Santa Catarina State. Recycling construction and demolition waste, can help to eliminate a problem and, favor the generation of low cost and good quality materials On the other hand, inadequate deposition causes siltation of rivers and streams and clogs storm drains and galleries, contributing to flooding. To ensure the feasibility of using this waste, we evaluated the carrying capacity of the materials commonly used as pavement base in Joinville and compared with the carrying capacity obtained by the construction and demolition waste by testing California Support Index. They are also submitted to analysis of liquidity and limits of plasticity, and particle size characterization of the sample, which can ensure the viability of recycled aggregate for subgrade reinforcement and sub-base layers of paving. / Visando a sustentabilidade do setor construtivo, diversos países vêm tentando encontrar alternativas para minimização dos problemas decorrentes da geração de resíduos sólidos na construção civil. Este trabalho aborda o emprego do resíduo de construção e demolição como base de pavimentação para vias de baixo tráfego e tem como objetivo inserir este subproduto na construção de vias com baixa capacidade de suporte no município de Joinville-SC. A reciclagem do resíduo de construção e demolição, além de eliminar um problema, pode favorecer a geração de materiais de baixo custo e de boa qualidade. Por outro lado, sua deposição inadequada provoca assoreamento de rios e córregos e entupimento de galerias e bueiros, contribuindo para as enchentes. Para garantir a viabilidade de utilização deste resíduo, avaliou-se a capacidade de suporte dos materiais comumente utilizados como base de pavimentação na região de Joinville e comparou-se com a capacidade de suporte obtida pelo resíduo de construção e demolição através do ensaio de Índice de Suporte Califórnia. Análises relacionadas aos limites de liquidez e de plasticidade e a caracterização granulométrica da amostra também foram realizadas, onde pode-se garantir a viabilidade do agregado reciclado para reforço de subleito e camadas de sub-base em pavimentação.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cap 1.pdf: 354743 bytes, checksum: 0343c49a38673dd157dcd55a3475b0c2 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The environmental efficiency permeates all production sectors through a closed cycle of production and consumption of materials. The recycling of solid waste should be priorized against the consumption of natural raw materials as long as environmental and technical viability have been proved. The foundries are great ferrous scrap recyclers, but generate huge amount of waste, especially the foundry sand. In order to contribute to the sustainability of foundry and construction industries this work investigates the possibility of recycling spent foundry sand (ADF) in soilcement (SC) bricks. The soil-cement construction uses soil as natural raw material, sand and gravel if necessary correction, and cement as a stabilizer. The research involves the characterization of the raw materials by X-ray diffraction, thermal analysis, particle size, leaching and solubilization tests. In blends cement makes up 10% by weight and the soil, predominantly clayey, was partially replaced by spent foundry sand and gravel in different percents. The influence of the residue on the physico-chemical and mechanical properties of the mixtures was analyzed through compaction tests, isothermal conduction calorimetry, compressive strength, durability and water absorption in cylindrical specimens and modular bricks. The interface between the components was observed by electron microscopy scanning. The addition of spent foundry sand decreases the water absorption of the mixture and increases the maximum density with small changes in mechanical strenght. The bricks produced have water absorption and mass loss in the durability test in accordance with the current technical standards. The addition of ADF combined with gravel rises mechanical resistance to acceptable levels of soil-cement standards. The results attest the technical and environmental feasibility for the use of spent foundry sand in soil-cement bricks for masonry seal. / A eficiência ambiental permeia todos os setores produtivos através de um ciclo fechado de produção e consumo de materiais. A reciclagem de resíduos sólidos deve ser priorizada frente ao consumo de matérias-primas naturais, desde que comprovada viabilidade ambiental e técnica para tal. As fundições são grande recicladoras pois utilizam sucatas ferrosas como matéria-prima, porém geram enorme quantidade de resíduos, com destaque para as areias de moldagem. Buscando contribuir para a sustentabilidade das indústrias de fundição e da construção civil esse trabalho investiga a possibilidade da reciclagem de areia descartada de fundição (ADF) em tijolos de solo-cimento (SC). A construção com solo-cimento utiliza o solo como matéria-prima natural, se necessário areia e pedrisco para correção e o cimento como estabilizante. O estudo passa pela caracterização das matérias-primas utilizadas por difração de raios-X, análise térmica, granulometria, lixiviação e solubilização. Nas misturas o cimento compõe 10% em peso e o solo, de predominância argilosa, foi parcialmente substituído por areia descartada de fundição e pó de brita em diferentes percentuais. Assim foi analisada a influência da adição do resíduo nas propriedades físico-químicas e mecânicas das misturas através de ensaios de compactação, calorimetria de condução isotérmica, resistência à compressão, durabilidade e absorção de água em corpos de prova cilíndricos e tijolos modulares. A interface entre os materiais constituintes do solo-cimento foi observada por microscopia eletrônica de varredura. A adição do resíduo de areia de fundição diminui a absorção de água da mistura e aumenta a densidade máxima com pequenas alterações na resistência mecânica. Os tijolos produzidos apresentam absorção de água e perda de massa no ensaio de durabilidade em conformidade com as normas técnicas vigentes. A adição combinada de ADF e de pó de brita eleva a resistência mecânica a níveis aceitos pelas normas de solo-cimento. Os resultados obtidos atestam a viabilidade técnica e ambiental para a utilização da areia descartada de fundição em tijolos de solo-cimento para alvenaria de vedação.