Les polymères semi-conducteurs semicristallins sont utilisés au sein de diodes électroluminescentes, transistors ou dispositifs photovoltaïques organiques. Ces matériaux peuvent être traités à partir de solutions ou directement à partir de leur état solide et forment des agrégats moléculaires dont la morphologie dicte en grande partie leurs propriétés optoélectroniques. Le poly(3-hexylthiophène) est un des polymères semi-conducteurs les plus étudiés. Lorsque le poids moléculaire (Mw) des chaînes est inférieur à 50 kg/mol, la microstructure est polycristalline et composée de chaînes formant des empilements-π. Lorsque Mw>50 kg/mol, la morphologie est semicristalline et composée de domaines cristallins imbriquées dans une matrice de chaînes amorphes. À partir de techniques de spectroscopie en continu et ultrarapide et appuyé de modèles théoriques, nous démontrons que la cohérence spatiale des excitons dans ce matériau est légèrement anisotrope et dépend de Mw. Ceci nous permet d’approfondir la compréhension de la relation intime entre le couplage inter et intramoléculaire sur la forme spectrale en absorption et photoluminescence. De plus, nous démontrons que les excitations photogénérées directement aux interfaces entre les domaines cristallins et les régions amorphes génèrent des paires de polarons liés qui se recombinent par effet tunnel sur des échelles de temps supérieures à 10ns. Le taux de photoluminescence à long temps de vie provenant de ces paires de charges dépend aussi de Mw et varie entre ∼10% et ∼40% pour les faibles et hauts poids moléculaires respectivement. Nous fournissons un modèle permettant d’expliquer le processus de photogénération des paires de polarons et nous élucidons le rôle de la microstructure sur la dynamique de séparation et recombinaison de ces espèces. / Microstructure plays a crucial role in defining the optoelectrical properties of conjugated polymeric semiconductors which can be used in light harvesting and generating devices such as organic light emitting diodes, field effect transistors or photovoltaic devices. These polymers can be processed from solution or solidstate and form photophysical aggregates, consequently providing a complex network which controls the fate of any photogenerated species. poly(3-hexylthiopene) is one of the most studied polymeric semiconductor. In this material, the molecular weight (Mw) of the polymer governs the microstructure and highly impact the optical and electronic properties. Below Mw≈ 50 kg/mol, the polymer chains forms polycrystalline domains of π-stacked molecules while high Mw (>50 kg/mol) consists of a two-phase morphology of molecularly ordered crystallites that are embedded in amorphous regions. Such morphology provides a bidimensionnal network hosting both neutral excitations, known as Frenkel excitons, and polarons. By means of steady-state and ultrafast spectroscopy experiment and backed up theoretical modeling, we demonstrate that the spatial coherence of such excitations are anisotropic in the lattice and depends on the Mw of the polymer, providing a deep understanding of the interplay between interchain (excitonic) and intrachain coupling in polymer aggregates. Moreover, we show that direct excitation at the interface between molecularly ordered and amorphous regions generates tightlybound charge pairs which decay via quantum tunneling over >10 ns. The yield of delayed photoluminescence arising from the recombination of those charge pairs varies between ∼10% and ∼40% for low and high Mw films respectively. We provide a quantitative model that describes the photogeneration process of those geminate polaron pairs and determine the role of the microstructure in the charge separation and recombination processes.

L’objectif de cette thèse de doctorat est le développement d’une nouvelle méthode théorique basée sur la simulation des équilibres liquide-gaz par simulations de dynamique moléculaire. Cette nouvelle m´méthode prédit les propriétés thermodynamiques telles que l’activité des solvants et les coefficients d’activité des solutés en phases aqueuses et organiques impliquées dans les systèmes d’extraction liquide-liquide. Ces propriétés thermodynamiques sont nécessaires pour les approches de modélisation thermodynamique mésoscopique permettant d’estimer l’efficacité et la s´électivité d’un système d’extraction par solvant jusqu’au une échelle industrielle. Les propriétés thermodynamiques et structurales des solutions électrolytiques aqueuses et des phases organiques, y compris les agrégats résultant des molécules d’extraction des amphiphiles, sont en bon accord avec les données expérimentales et théoriques disponibles. L’approche de dynamique moléculaire de l’équilibre osmotique fournit un nouvel outil puissant permettant d’accéder aux données thermodynamiques. / The aim of this PhD thesis is the development of a new theoretical method based on the simulation of vapor-liquid equilibria by means of molecular dynamics (MD) simulation. This new method predicts thermodynamic properties such as solvent activities and solute activity coefficients of aqueous and organic phases used in liquid-liquid extraction systems. These thermodynamic properties are required for mesoscopic thermodynamic modeling approaches estimating the efficiency and selectivity of a given solvent extraction system up to an industrial scale. Thermodynamic and structural properties of aqueous electrolyte solutions and organic solvent phase including aggregates resulting from amphiphilic extractant molecules are reproduced in very good agreement with previously available experimental and theoretical data. The osmotic equilibrium MD approach provides a new and powerful tool for accessing thermodynamic data

L’idée directrice de ce travail de thèse était d’introduire au sein de mésophases lipidiques des molécules de β-cyclodextrine (βCD) amphiphiles obtenue par bio-estérification afin d’obtenir des nano-assemblages plurimoléculaires et multi-compartimentés combinant trois fonctions essentielles pour le transport ou la vectorisation de molécules thérapeutiques : (i) la capacité d’incorporer une substance d’intérêt par formation de complexe d’inclusion avec la cyclodextrine ; (ii) être biocompatibles et aptes à passer facilement les barrières biologiques ; (iii) pouvoir co-incorporer une seconde substance d’intérêt, hydrophile ou hydrophobe, dont l’action biologique soit différente de celle assurée par la première substance. L’ensemble des travaux ont porté sur le dérivé βCD-C10 polysubstitué en face secondaire par des chaînes hydrocarbonées en C10 avec un degré moyen de substitution de 7,5. L’association de ce dérivé avec trois catégories de lipides a été envisagée : des tensioactifs micellaires non-ioniques (Brij 98, Polysorbate 80, n-dodécyl-β-D-maltoside), un lipide lyotrope non lamellaire formant des mésophases de type cubique bicontinue (monooléine), un phospholipide s’auto-organisant en bicouches propices à l’obtention de vésicules (dimyristoyl phosphatidylcholine). Selon une démarche principalement physico-chimique, différentes techniques ont été mises en œuvre pour caractériser les systèmes mixtes lipide/βCD-C10 aux échelles moléculaire et supramoléculaire : diffusion-diffraction des rayons X, calorimétrie différentielle, spectrophotométrie d’absorption UV-visible, spectroscopie de fluorescence, diffusion de la lumière statique (turbidimétrie) ou quasi-élastique, microscopie optique et microscopie électronique par cryo-transmission. L’ensemble des résultats démontrent que le dérivé βCD-C10 forme spontanément ou selon un protocole très simple, des assemblages plurimoléculaires mixtes avec les trois catégories de lipides, assemblages dont la topologie dépend de la structure chimique du lipide et du taux de cyclodextrine amphiphile incorporé (tubules, vésicules uni- ou oligolamellaires, cubosomes). Ces assemblages sont stables et capables d’incorporer une substance hôte hydrophobe, notamment les vésicules mixtes tensioactif non-ionique/ βCD-C10 et les cubosomes mixtes monooléine/P80/ βCD-C10. / The key idea of this Ph.D. thesis is to introduce amphiphilic β-cyclodextrin molecules (βCD), obtained by bio-transesterification, within lipid mesophases in order to obtain multi-compartment plurimolecular nano-assemblies, which combine three essential functions for transport or delivery of therapeutic molecules: (i) capacity to incorporate a substance of interest through formation of inclusion complexes with the modified cyclodextrin; (i) biocompatibility and ability to easily pass the biological barriers; and (iii) possibility for co-encapsulation of a second substance of interest, a hydrophilic or a hydrophobic one, whose biological action is different from that provided by the first substance. The performed Ph. D. work focused on the β-cyclodextrin derivative βCD-C10 with an average degree of substitution of 7.5 of the secondary face of the macrocycle by hydrocarbon chains C10. The association of this derivative with three classes of amphiphiles was studied: (i) nonionic micellar surfactants (Brij 98, Polysorbate 80, n-dodecyl β-D-maltoside), (ii) a lyotropic nonlamellar lipid forming bicontinuous cubic mesophases (monoolein), and (iii) a phospholipid (dimyristoyl phosphatidylcholine), which self-ssembles into bilayer membranes permitting the production of vesicles.The employed physical-chemical approach involved different techniques for characterization of the mixed βCD-C10/lipid systems at molecular and supramolecular levels: cryo-transmission electron microscopy, X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, UV-visible absorption spectroscopy, fluorescence spectroscopy, turbidimetry, and quasi-elastic light scattering.The obtained results indicated that the βCD-C10 derivative forms spontaneously (or via a very simple preparation protocol) plurimolecular mixed nano-assemblies with the three types of lipids. The topologies of the resulting nano-assemblies essentially depend on the chemical structures of the lipids and the degree of incorporation of the amphiphilic cyclodextrin (tubules, unilamellar or oligolamellar vesicles, and cubosomes). These assemblies, namely the mixed vesicles of nonionic surfactant/βCD-C10 and the cubosomes of mixed monoolein/P80/βCD-C10 compositions, are stable and capable of incorporation of hydrophobic guest substances.

Este trabalho apresenta e discute resultados de aplicações de métodos geofísicos elétricos como ferramenta de auxílio no planejamento e lavra em pedreira de gnaisse para fabricação de brita. Neste trabalho a espessura do capeamento foi investigada, além de identificar zonas da transição solo-rocha e mapear o contato entre diferentes litologias para avaliar a profundidade do corpo rochoso na base da cava da pedreira. Para isso foram adquiridos treze SEVs e quatro CE em duas frentes de trabalho, a primeira em outubro de 2011 onde foram adquiridos uma parte dos dados de SEVs e todos os caminhamentos elétricos e a segunda frente em fevereiro de 2012 onde foi adquirido o restante dos dados de SEVs. A metodologia utilizada foi a eletrorresistividade e a polarização induzida, diante do histórico de sucesso em aplicações semelhantes. As SEVs possibilitaram delimitar o contato com a rocha sã em subsuperfície, bem como mostrar as relações entre o xisto e o gnaisse, além de identificar uma possível intercalação xisto-gnaisse na porção oeste da pedreira. Ademais as SEVs sugerem que o contato no mapa geológico deve ser reavaliado, especialmente a SEV04, que de acordo com o mapa estaria em área de gnaisse, mas a sondagem apresentou resistividades muito baixas para esse tipo de litologia. Através dos caminhamentos foi possível identificar o contato entre a rocha da jazida, o gnaisse e o xisto em todas as seções. Especificamente as linhas CE02 e CE04 mostraram os contatos entre as litologias um pouco discordantes do esperado pelo mapa geológico da área da pedreira. Dessa forma, foi possível definir melhor os contatos geológicos em algumas áreas e corroborar a interpretação estrutural em outras áreas, de forma a auxiliar o planejamento de futuras frentes de lavra. / This work presents end discusses the results of applying electrical geophysical methods as a tool to aid in work front planning in gneiss mine for crushed stones application. This mine produces aggregates for civil construction industry and has a gneiss source rock. In this work the topsoil thickness has been investigated, as well the transitional areas between soil and rock. Moreover the contacts between different lithology have mapped in order to assess the source rock´s depth at the mining boundaries. Thereunto thirteen VES and four EP were acquired in two different stages, the first one was performed on October 2011, where a portion of VES and all the EP were acquired. The second stage was on February 2012 to record the rest of VES data. The methodology used was electroresistivity and induced polarization, due the success history of these methodologies in similar applications. VES allowed to define the contact with the bedrock in subsurface and show the relationships between the schist and the gneiss. Moreover those results identified a possible intercalation of schist-gneiss on west portion at the mine. Furthermore the VES suggest a reevaluation in the geological map, mainly where SEV04 took place, because for the map, the contact would be on gneiss environment, but the sounding showed slower resistivity values for this kind of rock. Through the EP was possible to identify the contact between the gneiss and the schist in all the sections. Specifically the lines CE02 and CE04 showed the contact for both lithologies slightly discordant that were expect for the geological map. Thereby was possible to better define the geological contacts in some places and corroborate the interpretation in others, in order to assess the future work front planning for this mine.

As propriedades físicas do solo são preponderantes para a qualidade e produtividade da cultura da batata. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar algumas propriedades físicas do solo e a produtividade e qualidade dos tubérculos de batata. O experimento foi instalado em áreas de produção de batata na Chapada Diamantina (BA), de abril a agosto de 2005. O solo foi preparado pelo sistema convencional e pelo sistema alternativo MAFES, ambos associados ou não com a aplicação de Microrganismos Eficazes (EM). Foram avaliadas: a densidade do solo, a estabilidade de agregados, a resistência do solo à penetração, a taxa de infiltração de água e a retenção de água no solo. Também foi avaliada a alteração dessas propriedades do solo em relação à área antes do preparo, que estava sob pastagem de Brachiaria brizantha. A massa de torrões e touceiras colhidas juntamente com os tubérculos, bem como os danos mecânicos verificados durante a colheita mecanizada e a porcentagem de tubérculos com danos causados por larva alfinete, sarna e podridões foram quantificados. A produtividade nos diferentes tratamentos foi avaliada dentro da classificação comercial. Em relação ao pasto, os preparos convencional e MAFES alteraram a maioria das propriedades físicas avaliadas. Na área preparada pelo sistema MAFES foi observado, em relação ao preparo convencional, menor resistência à penetração em profundidades de 20 a 45 cm e entre os camalhões. A taxa de infiltração de água foi semelhante entre as áreas preparadas pelos dois sistemas, porém no sistema convencional a infiltração é mais superficial ocorrendo de forma lateral ao longo do perfil. No sistema MAFES a infiltração ocorreu verticalmente no perfil do solo. Menor porcentagem de tubérculos com danos mecânicos foi obtida na área preparada pelo sistema MAFES, devido, principalmente, a menor massa de torrões e touceiras colhidas juntamente com os tubérculos nessa área. A aplicação de EM teve pouca influência nas propriedades físicas do solo, mas propiciou condições que favoreceram o ataque de larva alfinete e sarna aos tubérculos. Apesar da utilização de EM ter reduzido a produção de tubérculos na área preparada pelo sistema MAFES, a produtividade e qualidade dos tubérculos nessa área foi superior a da área preparada pelo sistema convencional. / The physical soil properties have a relevant role on the yield and quality of potato crop. Thus, the purpose of the present research was to evaluate the effects on some soil physical properties on productivity and quality of potato tubers. The trial was set up in a commercial potato production field located in the Chapada Diamantina, BA, from April to August, 2000. Two distinct soil preparation systems (conventional and MAFES system), either associated or not with application of EM, have been trialed. The following soil properties were evaluated: bulk density, aggregate stability, soil penetration resistance, soil water retention and water infiltration rate. In addition, were evaluated the changes of such soil properties in comparison with the area cultivated with the grass Brachiaria brizantha, prior soil preparation. Other evaluations were performed such as the clod mass and clump of roots harvested together with potato tubers, the level of damage to the tubers caused by mechanical harvesting, and the amount of tubers affected by potato tuber moth, rots, and common scab. The yields of the different treatments were evaluated and tubers graded according to commercial patterns. Compared to the grass, both conventional and MAFES soil preparation systems have changed the physical soil properties studied. MAFES system outperformed the conventional preparation giving lesser resistance to penetration at 20 to 45 cm deep and between hills. The water infiltration rate was similar for both soil preparation systems; however for the conventional system the infiltration pattern is superficial occurring laterally in the soil profile. Regarding MAFES systems, the infiltration occurred vertically. The area prepared MAFES system also gave a fewer percentage of tubers exhibiting mechanical damage, due to smaller clod mass and clump of roots harvested together with potato tubers. EM application did not benefit physical soil properties, however influenced a higher attack of potato tuber moth and common scab. Although the yield decrease in the area prepared with MAFES system when the EM was applied, in this area the productivity and tuber quality outperformed the conventional system.

A construção civil consome uma quantidade enorme de matérias primas minerais e por consequência também gera uma grande quantidade de resíduos, denominados resíduos de construção e demolição (RCD). No Brasil a estimativa é de que são geradas mais de 70 milhões de toneladas de RCD por ano, ficando atrás apenas da produção de minério de ferro, areia e brita. A reciclagem de RCD, tanto no Brasil como em outros países, envolve basicamente etapas de britagem e peneiramento, sendo poucas as usinas que utilizam o beneficiamento mineral para a separação das fases porosas inorgânicas, as quais causam inúmeras dificuldades na utilização dos agregados reciclados como materiais de construção. Estudos recentes comprovaram a eficácia do beneficiamento mineral na produção de agregados reciclados de baixa porosidade. No entanto, a aplicação em argamassas e concretos ainda não é recomendada e tampouco regulamentada, principalmente pela ausência de procedimentos de caracterização dos produtos gerados. Nesse contexto, o presente trabalho avalia a técnica de medida de porosidade por meio de intrusão de mercúrio em agregados miúdos reciclados e a influência deste parâmetro no comportamento reológico de argamassas. Complementarmente, são também estudados o comportamento reológico de misturas cimentícias formuladas com areias com diferentes características (morfologia e porosidade). Foram utilizadas três areias recicladas com diferentes porosidades e três areias comerciais (naturais ou oriundas de britagem de rochas) de referência com diferentes formas. As areias foram caracterizadas e, posteriormente, foram utilizadas na formulação de argamassas, as quais foram avaliadas tanto no estado fresco como no endurecido. A porosimetria por intrusão de mercúrio mostrou-se uma alternativa mais rápida e precisa na determinação da porosidade de areias recicladas. Contudo, para estudos de materiais particulados de granulometria fina, abaixo de 300 m, a definição das condições operacionais torna-se determinante. Os resultados mostraram que apesar das diferentes características das areias (forma e porosidade), estas podem apresentar um comportamento reológico similar em função do teor de água e de aditivos adicionados à mistura cimentícia. Por outro lado, a porosidade dos agregados influencia diretamente nas propriedades mecânicas da mistura, pois quanto maior o consumo de água e o teor de ar incorporado, maior será a porosidade no estado endurecido e, consequentemente, menor sua resistência à compressão. Sendo assim, o estabelecimento do equilíbrio entre o investimento em tecnologias de processamento mineral para redução da porosidade ou a tolerância ao aumento no consumo de água e aditivos está mais diretamente relacionado à viabilidade econômica do que técnica. Uma alternativa ao beneficiamento mineral após a britagem, seria a substituição parcial dos agregados naturais pelos reciclados; com isso, tem-se uma redução da porosidade total da mistura e a incorporação parcial de agregados reciclados, com mínima intervenção no sistema. / The construction industry consumes an enormous amount of mineral raw materials and consequently also generates lots of waste, known as construction and demolition waste (CDW). In Brazil, it is estimated that over 70 million tons of CDW are generated per year, which is equivalent to the fourth position in national ranking of mineral commodities production. Recycling of CDW, in Brazil and in other countries, basically involves crushing and screening stages. Few plants uses mineral processing for the separation of inorganic porous phases, responsible for many limitations on recycled aggregates application as construction material. Recent studies have proven the effectiveness of mineral beneficiation in the production of low porosity recycled aggregates. However, application in mortar and concrete is still not recommended nor regulated, mainly by the absence of characterization procedures of generated products. In this context, this research evaluates the mercury intrusion porosity technique for characterization of recycled fine aggregates and the influence of this parameter on the rheological behavior of mortars. Additionally, the rheological behavior of mortars composed with fine aggregates with different characteristics (morphology and porosity) are also studied. Recycled sands with three different porosities and three commercial sands (natural or produced by rocks crushing) with different shapes were used. The sands were characterized and used on mortars composition, which were analyzed in fresh and hardened state. The mercury intrusion porosimetry proved to be a faster and accurate method in determining the porosity of recycled sands. However, the operations conditions and experimental procedure for the characterization of fine particulate materials, mainly below 300 m, plays a major role for reproducible results. The results showed that despite the different sands features (porosity and shape), they may have similar rheological behavior as a function of water content and additives added to the mortars. Aggregates porosity influences directly the mechanical properties of the mortar, the higher the water consumption and air content, the higher the porosity in the hardened state and consequently the lower the compression resistance. Thus, the establishment of the equilibrium between the investments in mineral processing technologies to reduce the aggregates porosity or the tolerance for increasing water and additives consumption is more related to the economic viability than technically. An alternative to mineral beneficiation after crushing would be the partial replacement of natural aggregates by recycled ones, this will lead to a lower porosity system with partial incorporation of recycled aggregates.

Entre os desafios para a expansão de mercado da reciclagem, encontra-se o de viabilizar o emprego dos agregados de resíduos de construção e demolição (RCD) reciclados em concretos. No entanto as normas que regulamentam tal emprego não são facilmente aplicáveis nas usinas de reciclagem, existindo pouca informação sistemática de como as diferentes características dos agregados de RCD reciclados influenciam no desempenho do concreto. O objetivo desta tese é identificar as características dos agregados de RCD reciclados que exerçam influência relevante no comportamento mecânico dos concretos. As seguintes etapas experimentais são desenvolvidas: a) caracterização química e mineralógica das frações granulométricas de três amostras representativas de agregados, b) caracterização das propriedades físicas de agregados graúdos separados por densidade, assim como da composição química, mineralógica e por fases, c) influência das características dos agregados graúdos separados por densidade no comportamento mecânico dos concretos. Na caracterização dos agregados foram utilizados os seguintes métodos: análise granulométrica, análise química por FRX, análise mineralógica por DRX, determinação da fração solúvel por ataque com solução de HCl 33%, e análise termogravimétrica, separação por densidade empregando líquidos densos e equipamento “Sink and Float", catação das fases, determinação da massa específica aparente e absorção de água dos agregados, dosagem e avaliação do comportamento mecânico de concretos produzidos com esses agregados. Os resultados permitem concluir que a porosidade (ou massa específica aparente) dos agregados de RCD reciclados controla o comportamento mecânico dos concretos produzidos com relação água e cimento constante, assim como a soma dos teores de aglomerantes e de cerâmica vermelha – frações mais porosas. A separação por densidade é uma técnica eficiente para separar esses agregados em subgrupos de diferentes porosidades, gerando concretos com comportamento mecânico e absorção de água similares. O estudo realizado aponta para uma densidade de corte em torno de 2,2 a 2,3 g/cm³. Os agregados contidos no intervalo “d> 2,2" possuem teores elevados de rochas e teores baixos de cerâmica vermelha, resultando em concretos com comportamento mecânico semelhante ao dos agregados naturais analisados. A avaliação da distribuição de densidade pode ser um método simples e rápido para a classificação de lotes desses agregados e controle do comportamento mecânico dos concretos produzidos. Na fração graúda e miúda, os teores de rochas e cerâmicas são superiores a 50% da massa, e o comportamento dos principais óxidos da composição química é semelhante. Esse comportamento muda significativamente na fração fina, em que predominam os aglomerantes e argilominerais (teores superiores a 77%). A origem (Itaquera e Vinhedo) e a cominuição influenciaram, de forma representativa, a distribuição de massa dos agregados graúdos de RCD reciclados separados por densidade. O agregado de Itaquera apresentou mais de 70% da massa no intervalo de densidade superior a 2,2 g/cm³. / Construction and demolition waste (CDW) recycled aggregates are not largely used in concrete due to CDW composition heterogeneity and CDW recycled aggregate physical property variability from visual classification and hand sorting of proposed standards that provide insufficient relation between the aggregate characteristics and concrete performance. This thesis aims to identify CDW recycled aggregate characteristics that influence the concrete mechanical performance. The experimental design was divided in three stages: a) detailed chemical and mineralogical characterization of three representative CDW recycled aggregate samples, b) characterization of the physical properties of the coarse CDW recycled aggregates separated by heavy media as well as the composition in terms of chemical, mineralogical, and visual phases, and c) the influence of the coarse CDW recycled aggregate separated by heavy media on concrete mechanical performance. The following methods were used: particle size distribution, chemical analysis by XRF, mineralogical analysis by XRD, soluble fraction in chloride acid leaching assay, thermal analysis, sequential heavy media and gravity separation, hand sorting, bulk specific gravity and water absorption, concrete mix design and its compressive strength and elastic modulus using the CDW recycled aggregates. In conclusion, CDW recycled aggregate porosity controls concrete mechanical performance formulated with constant cement and water relation. The concrete mechanical performance is related to bulk specific gravity of CDW recycled aggregates separated by density, including to the sum of binder and red ceramic content. Heavy media and gravity separation is efficient to separate CDW recycled aggregates in bulk specific gravity groups, producing concrete with similar concrete mechanical behavior and water absorption. Cutting density in 2.2-2.3 g/cm³ seems to be efficient since the aggregates with the upper density have high rock content resulting concrete mechanical performance similar to that produced using natural aggregates. Mass distribution in density separation could be a simple and fast method to classify CDW recycled aggregate and to control concrete mechanical performance. The coarse and sand fraction of CDW recycled aggregates had more than 50% in mass of rocks and ceramics, with quite similar main oxide contents in chemical composition. However, the contents changed in fine fraction (lower than 0.15 mm) whose binder content and clay minerals are in majority (upper to 77% in mass). The origin of CDW recycled aggregate and comminution influenced in mass distribution of sequential density separation. In Itaquera (São Paulo), the mass distribution upper to 2,2 g/cm³ was around 70%.

Esta pesquisa objetiva avaliar o emprego de agregados graúdos reciclados (produzidos a partir do entulho de construção e demolição) e o emprego do látex estireno-butadieno (polímero sintético) nas propriedades de concretos estruturais de média resistência. Todos os estudos são conduzidos comparando-se as propriedades de concretos com agregados naturais sem adição de látex, e de concretos com agregados graúdos reciclados com e sem adição de látex. Na primeira fase da pesquisa, são avaliadas propriedades físicas e mecânicas destes concretos. São analisados três traços (com diferentes consumos de cimento) modificados com quatro percentagens de látex e submetidos a quatro formas de cura. Os resultados da primeira fase formam a base para a segunda fase da pesquisa, na qual apenas um dos traços contendo uma determinada porcentagem de látex e sob uma única forma de cura é submetido a ensaios em célula de corrosão acelerada e aderência aço-concreto. Como resultado principal, tem-se que o emprego conjunto de agregados graúdos reciclados e látex estireno-butadieno fornece concretos com resistência mecânica equivalente aos concretos contendo agregados naturais e com desempenho em ambientes agressivos e aderência aço-concreto também semelhantes. Conclui-se, portanto, pela viabilidade do emprego destes concretos como concreto estrutural armado no que tange às propriedades avaliadas. / This research aims at evaluating the use of coarse recycled aggregates (produced from construction and demolition debris) and the use of styrene-butadiene latex (synthetic polymer) in the concrete constitution of medium resistance concrete structures. All studies are carried out comparing the concrete properties with natural aggregates without latex, and concrete with coarse recycled aggregates with or without latex. In the first stage of the research, physical and mechanical properties of these concretes are evaluated (with different cement contents) modified with four percent of latex and submitted to four cure condition. The results of the first stage produce the base for the second stage of the research, where only one of the features containing a determinate percentage of latex and under a sole form of cure condition it is submitted to tests in accelerated corrosive cell and steel-concrete adherence. As a main result, it is believed that the joint usage of coarse recycled aggregates and styrene-butadiene latex provides mechanical resistant concrete equivalent to concrete containing natural aggregates with a similar performance in aggressive environments and with steel-concrete adherence. Due to the its employment feasibility, one can conclude that this concrete is structurally armed in as far as its properties were evaluated.

A presente dissertação tem por objetivo avaliar o método Bailey de seleção granulométrica de agregados para misturas asfálticas, desenvolvido no Departamento de Transportes de Illinois (IDOT) e que vem sendo usado desde o início da década de 80. Atualmente, pesquisas têm sido desenvolvidas com o intuito de aperfeiçoar a seleção granulométrica e, conseqüentemente, o desempenho de misturas asfálticas, incluindo estudos a respeito do método Bailey. Trata-se de um método de seleção granulométrica por volume que, através de um modo sistemático de ajuste da graduação dos agregados na preparação de uma mistura asfáltica, proporciona um forte esqueleto de agregado para resistir à deformação permanente. Resulta, também, em um adequado volume de vazios no agregado mineral, o que permite um maior teor de ligante e aumento da durabilidade da mistura. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que as misturas Bailey, independentemente do tipo de agregado (basalto ou gabro), apresentam melhores resultados do que as misturas convencionais e termos de relação módulo de resiliência –resistência à tração. Os resultados do ensaio de fluência por compressão uniaxial estática indicam um melhor desempenho da mistura Bailey com basalto, embora a mistura convencional com gabro tenha apresentado um comportamento ligeiramente superior ao da mistura Bailey com gabro. / The main goal of the master thesis is the evaluation of the Bailey method of gradation selection of aggregates for hot mix asphalt (HMA). The method was developed at the Illinois Department of Transportation (IDOT) and it has been used since the early 1980s. Many researches are intending to improve the gradation selection and, consequently, the performance of HMA, including studies about the Bailey method. It is a method that uses a systematic way of selection and adjustment of the aggregate gradation to provide a strong aggregate skeleton. It also provides an adequate amount of voids in the mineral aggregate that result in higher binder content and improved durability. The results obtained in this work show that Bailey asphalt mixtures, for both aggregates considered, are better than conventional mixtures in terms of resilient modulus – tensile strength ratio. The results of static creep tests indicate that the Bailey mixture with basalt aggregates presents the best performance among the evaluated asphalt mixtures.

O estudo foi dividido em quatro partes. Na primeira parte analisou-se o impacto do clima na estocagem de carbono em solos de canaviais sem a queima da palhada. Foram escolhidos três regimes climáticos contrastantes do centro-sul do Brasil. O potencial de seqüestro de carbono orgânica no solo (COS) foi determinado, em cada regime climático, de acordo com a taxa anual de carbono remanescente no solo proveniente da palhada depositada. Para obter esta taxa, compararam-se os estoques de COS em canaviais com e sem queima da palhada. Esse ganho anual foi comparado com a entrada anual de carbono via palhada depositada. O ganho anual de COS (0-30 cm) em canaviais sem queima da palhada não resultou em diferenças significativas por clima: 1, 97 Mg ha-1 (clima norte), 2,00 Mg ha-1 (clima centro) e 1,70 Mg ha-1 (clima sul). Os regimes climáticos estudados também não revelaram diferenças significativas entre suas temperaturas e precipitações médias anuais. Porém, o aumento anual de COS um pouco menor no clima sul levou à conclusão que o potencial de seqüestro de carbono diminui ligeiramente em latitudes mais altas, devido à maior precipitação no centro-sul do Brasil. Na segunda parte avaliou-se o impacto da palhada sobre a estabilidade de agregados dos solos, que foi calculada pelo método de fracionamento proposto por Six et al. (2000a). A estabilidade de agregados no solo do canavial sem a queima da palhada aumentou, em média, 15,3% por ano na profundidade 0-30 cm. Na terceira parte, avaliou-se a diferença da estabilidade de agregados entre canaviais e mata nativa. O solo da mata nativa mostrou uma estabilidade de agregados significativamente maior (7,2 vezes). Supõe-se que a estabilidade de agregados seja maior na mata nativa como resultado da maior presença de matéria orgânica e biota no solo. Na quarta parte avaliou-se a origem do carbono nos agregados estáveis em água de fluxo contínuo para determinar que forma de agregação possui a melhor proteção contra a decomposição de carbono. Houve uma diferença significativa de \'delta\'13C entre os macroagregados e microagregados na camada superior, com 10% mais \'delta\'13C nos macroagregados. Isto indica mais carbono derivado da cobertura vegetal atual (C4), ou seja, mais incorporação da palhada nos macroagregados. O \'delta\'13C da fração de partículas livres ou agregados não estáveis em água de fluxo contínuo é menor em todas as profundidades, indicando que a matéria orgânica recente (C4) encontra-se no solo principalmente de forma agregada estável em água, evidenciando seu papel fundamental na estabilidade dos agregados. Constatou-se também, que quanto mais novo o macroagregado, maior o seu teor em carbono. Nos microagregados verificou-se o efeito contrário. Quanto mais velho o microagregado, maior o seu teor em carbono. Isso indica que o microagregado possui uma melhor proteção contra a decomposição de carbono, e também a capacidade de um aumento no teor de carbono, no decorrer do tempo, em virtude da assimilação de carbono mais novo. Conclui-se, que em termos de seqüestro de carbono de longa duração, é propício avaliar mecanismos de proteção do carbono recalcitrante dentro dos microagregados e estudar como técnicas agrícolas podem proteger melhor esta fração / The study was divided in four parts. The first part investigated climate impact on soil carbon stocks in sugar cane fields cultivated without green trash burning. For this purpose, three contrasting climates were chosen in Central and Southern Brazil. The sequestration potential of soil organic carbon (SOC) was determined for each climate, calculating how much of the carbon derived from deposited green trash remains in the soil every year. To obtain this rate, SOC stocks of sugar cane fields cultivated with and without green trash burning were compared. The annual difference (0-30 cm) did not differ significantly between climates: 1, 97 Mg ha-1 (Northern Climate), 2,00 Mg ha-1 (Central Climate) and 1,70 Mg ha-1 (Southern Climate). The climates did not show significant differences between their average annual temperatures and their annual precipitation. Nevertheless, a slightly smaller gain of SOC stocks in the Southern Climate leads to the conclusion that higher latitudes tend to stock slightly less COS due to higher annual precipitation. The second part evaluated the impact of green trash deposition on soil aggregate stability, which was calculated according to Six et al. (2000a). Soil aggregate stability under sugar cane fields cultivated with green trash burning had an average increase of 15,3% for soil depth 0-30 cm. The third part studied soil aggregate stability between sugar cane and natural forest vegetation. The forest soil revealed significantly higher (7,2 times) aggregate stability, supposedly due to higher organic matter content and more soil biota. The forth part examined the origin of carbon inside water-stable aggregates to determine which aggregation form provides better protection against carbon decomposition. The top soil layer showed a significant difference in \'delta\'13C between macro-aggregates (10% more \'delta\'13C) and microaggregates which means that more carbon derived from green trash (C4) was incorporated in macro-aggregates. \'delta\'13C of free soil particles or water-unstable aggregates is smaller for all soil layers indicating that fresh organic matter (green trash) is predominantly encountered in a water stable aggregated form in the soil. Furthermore, a correlation analysis revealed that more recent macro-aggregates had higher C content. The opposite was observed for micro-aggregates: the older the micro-aggregate, the higher its carbon content, leading to the conclusion that microaggregates protect carbon better against decomposition and are also capable to enrich their carbon pool through C assimilation. Given its long-term soil carbon sequestration potential, it is recommended to investigate carbon protection mechanisms for the recalcitrant C pool in micro-aggregates and also to study how agricultural techniques could improve the protection of the recalcitrant C pool