Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-16T12:56:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Wellem A. P. Campos.pdf: 1461274 bytes, checksum: 49ee6bdb15f7062c1d37a3c55a042191 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-16T12:57:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Wellem A. P. Campos.pdf: 1461274 bytes, checksum: 49ee6bdb15f7062c1d37a3c55a042191 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-16T12:58:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Wellem A. P. Campos.pdf: 1461274 bytes, checksum: 49ee6bdb15f7062c1d37a3c55a042191 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-16T12:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Wellem A. P. Campos.pdf: 1461274 bytes, checksum: 49ee6bdb15f7062c1d37a3c55a042191 (MD5) Previous issue date: 2016-08-11 / The negative effects caused to the environment by CO2 emissions has provoked, in the last years, the development of researchs for new materials, among these the metakaolin, used as pozzolanic material for production of aluminosilicate. This study aimed to get an aluminosilicate mortar activated by alkaline solution using metakaolin as replacement material for Portland cement. To obtain aluminosilicate board was used kaolinite clay retained in the sieve ABNT 200 (0.074 mm) and calcined at a temperature of 800° C for 2 hours, silica fume and sodium hydroxide. To obtain the Portland cement mortar was used CP IV-32 and as fine aggregate it was used washed sand retained at the sieve ABNT 200 (0.074 mm). The kaolinite clay and metakaolin were characterized by chemical and mineralogical assays using fluorescence techniques and x-ray diffraction, and through physical testing using the volumetric flask "Le Chatelier” and Blaine air permeability apparatus. The mechanical performance of the cylindrical specimens was obtained in strength tests to simple compression, and the aluminosilicate boards and Portland cement was obtained in flexural strength tests on four points. The results enabled to evaluate the physicochemical and mineralogical characteristics of the raw material of aluminosilicate and also allowed an evaluation of the mechanical resistance plates, where it was observed that Portland cement plate showed maximum average strain to the higher flexion of 5.3 % in relation of aluminosilicates of the plate. / As consequências negativas provocadas ao meio ambiente através da emissão de CO2, tem feito com que nos últimos anos pesquisas sejam desenvolvidas pela busca de novos materiais, dentre esses existem o metacaulim, usado como material pozolânico para produção de aluminossilicatos. Este trabalho objetivou obter uma argamassa de aluminossilicatos ativado por meio de solução alcalina, utilizando o metacaulim como material de substituição do cimento Portland. Para obtenção da placa de aluminossilicatos foi utilizada argila caulinitica retida na peneira ABNT 200 (0,074 mm) e calcinada na temperatura de 800 ºC durante 2 horas, sílica ativa e Hidróxido de sódio. Para obtenção da argamassa de cimento Portland foi utilizado o cimento CP IV-32 e como agregado miúdo uma areia lavada fina retida na peneira ABNT 200 (0,074 mm). A argila caulinitica e o metacaulim foram caracterizados através de ensaios químicos e mineralógicos, utilizando técnicas de fluorescência e difração de raio x, e através de ensaios físicos utilizando o frasco volumétrico “Le Chatelier e o permeabilímetro de Blaine. O desempenho mecânico dos corpos de prova cilíndricos foi obtido em ensaios de resistência à compressão simples, e o das placas de aluminossilicatos e cimento Portland foi obtido em ensaios de resistência à flexão em quatro pontos. Os resultados possibilitaram avaliar as características físico-químicas e mineralógica da matéria prima dos aluminossilicatos, possibilitaram também uma avaliação da resistência mecânica das placas, onde foi verificado que a placa de cimento Portland apresentou tensão máxima média à flexão superior de 5,3% em relação a da placa de aluminossilicatos.

Neste trabalho foi investigada uma mudança na linha base observada em curvas de calorimetria exploratória diferencial em um trabalho onde microesferas de vidros aluminossilicatos contendo Ho foram estudados para a aplicação em radioterapia interna seletiva para o tratamento de carcinoma hepatocelular. Os vidros com composição nominal 53,7 SiO2 .10,5 Al2O3 . 35,8 MgO em %mol foram produzidos pelo método de fusão tradicional. As fritas obtidas foram moídas e peneiradas na faixa de 45 a 63 μm. O material foi utilizado para produzir microesferas pelo método de esferolização por queda gravitacional. O pó de vidro e as microesferas foram caracterizados por espectrometria de fluorescência de raios X, difração de laser, difração de raios X, calorimetria exploratória diferencial, análise térmica diferencial, termogravimetria, espectrometria de massa e microscopia eletrônica de varredura. Após as análises térmicas foram formadas pastilhas nos cadinhos que foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e picnometria a gás He. A mudança na linha base foi associada ao processo de sinterização por fluxo viscoso e ocorre devido a diminuição do fluxo de calor detectado devido à retração da amostra. Outros processos como cristalização concomitante com a sinterização também foram estudados. / In this work a difference in the baseline in differential scanning calorimetry analyses, observed in a work where aluminosilicate glasses microspheres containing Ho were studied for application in selective internal radiotherapy as hepatocellular carcinoma treatment, was studied. The glasses with nominal composition 53,7 SiO2 .10,5 Al2O3 . 35,8 MgO in %mol were produced from traditional melting. The frits obtained were milled and sieved in the range of 45 a 63 μm. The material was used to produce glass microspheres by the gravitational fall method. The glass powder and the microspheres were characterized by X ray fluorescence spectrometry, laser diffraction, X ray diffraction, differential scanning calorimetry, differential thermal analysis, thermogravimetry, mass spectrometry, and scanning electron microscopy. After the thermal analyses, pellets were formed in the crucibles and were analyzed by scanning electron microscopy, X ray diffraction, and He picnometry. The difference in the baseline was associated to the viscous flow sintering process and happens because of the decrease in the detected heat flow due to the sample shrinkage. Other events as concurrent crystallization with the sintering process were also studied.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-10T11:58:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4896345 bytes, checksum: 8317eef0943feb084d76e8ad0ccff194 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T11:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4896345 bytes, checksum: 8317eef0943feb084d76e8ad0ccff194 (MD5) Previous issue date: 2003-07-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Cinco experimentos, com frangos de corte da linhagem ROSS, foram conduzidos com o objetivo de estudar o efeito do nível de carunchamento do milho e a contaminação de dietas com micotoxinas sobre os valores de EMAn e dos coeficientes de digestibilidade dos nutrientes, e, de avaliar o seu impacto sobre o desempenho (peso, consumo de ração, conversão alimentar e incidência de refugos), parâmetros plasmáticos, rendimento de carcaça e de cortes, peso relativo e incidência de lesões em órgãos O primeiro experimento envolveu 900 aves, de 1 a 26 dias de idade, distribuídas em um delineamento inteiramente casualizado com um arranjo fatorial 5x2 (5 níveis de caruncha- mento do milho e 2 períodos de adaptação às dietas) com 6 repetições contendo 6 aves por gaiola cada. Observou-se redução de 20,69 Kcal/kg na EMAn das dietas, para cada aumento de 10% no nível de carunchamento do milho. Não observou-se diferenças causadas pelos diferentes tempos de adaptação às dietas usadas. No segundo experimento, 400 pintos de um dia foram distribuídos em boxes, em um delineamento inteiramente casualizado com um arranjo fatorial 5X2 (5 níveis de carunchamento do milho e 2 sexos) com 4 repetições de 10 aves cada. Observou-se que para cada aumento de 10% no nível de carunchamento do milho, houve redução de 7,75 g no peso vivo, aumento de 7,06 g de consumo de ração e 0,023 unidades no índice de conversão alimentar das aves no período de 1 a 21 dias de idade. Já no período de 1 a 42 dias de idade, observou-se redução de 17,72 g de peso, aumento de 75,52 g no consumo de ração, 0,052 unidades no índice de conversão alimentar e 0,037 g/dL de proteínas plasmáticas totais no soro sangüíneo das aves, não se verificando efeito do nível de carunchamento sobre o volume globular médio do sangue, concentração sérica de albumina, rendimento de carcaça e de cortes e peso relativo dos órgãos. O terceiro experimento avaliou a suplementação de DL-metionina e a inclusão de adsor- ventes comerciais em dietas contendo milho 45% carunchado e levemente contaminado por aflatoxinas, utilizando-se 480 pintos de um dia, da linhagem ROSS, distribuídos em um delineamento inteiramente casualizados com um arranjo fatorial 6X2 (6 tratamentos e 2 sexos) onde foi utilizado milho 2% carunchado (testemunha), milho 45% carunchado e milho 45% carunchado com suplementação de DL-metionina ou com um dos três adsorventes de micotoxinas testados. Não observou-se diferenças no desempenho, aos 21 dias, entretanto, aos 42 dias, observou-se redução, em valores absolutos, no peso das aves e na concentração sérica de albumina e aumento no índice de conversão alimentar com a utilização de milho 45% carunchado, tendo sido, a suplementação com DL-metionina eficiente em recuperar estas perdas. Não observou-se alterações no peso relativo dos órgãos, rendimento de carcaça e de cortes e valores de proteínas plasmáticas totais e volume globular médio do sangue das aves aos 42 dias de idade. O quarto experimento envolveu 900 pintos de um dia, da linhagem ROSS, distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado com um arranjo fatorial 5x2 (5 níveis de micotoxinas e 2 períodos de adaptação às dietas) para avaliação de EMAn de dietas. Não observou-se diferenças nos valores de EMAn das dietas, em função da conta- minação destas por micotoxinas ou do tempo de adaptação às dietas usados nos ensaios biológicos. O quinto experimento envolveu 1800 pintos de um dia, da linhagem ROSS, distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado disposto em um arranjo fatorial 5x4 (5 níveis de micotoxinas e 4 tratamentos) com 6 repetições contendo 15 aves cada. Os 4 tratamentos foram: 3 adsorventes comerciais e uma testemunha (sem uso de adsorventes). Não observou-se diferenças significativas no peso, consumo de ração e conversão alimentar, aos 21 e 42 dias de idade. Entretanto, observou-se em números absolutos, maior incidência de refugos nos níveis mais elevados de contami- nação por micotoxinas. Observou-se ainda, aumento significativo no peso do fígado, pâncreas e Bolsa de Fabrícius, aumento na incidência de pontos de necrose no fígado, na incidência de coccidiose e na concentração da enzima gama glutamil transferase plasmática, aos 42 dias, com a elevação dos níveis de micotoxinas nas dietas. Reduções significativas foram observadas na concentração de proteínas plasmáticas totais e de albumina plasmática. Não foram observadas alterações nas concentrações de transaminases no plasma (alanina amino transferase e aspartato amino transferase), minerais (cálcio, ferro, fósforo e magnésio), creatinina, triglicerídeos e colesterol e no peso relativo do baço, intestino e coração. Conclui-se que a utilização de milho carunchado em dietas de frangos de corte, provoca redução no desempenho das aves, por reduzir o valor energético e o teor de aminoácidos sulfurados do milho, e que a suplementação com DL-metionina é eficaz para reduzir a perda de peso e aumentar a eficiência alimentar. A utilização de dietas contendo micotoxinas, provoca alterações metabólicas nas aves, aumenta a incidência de lesões em órgãos e de animais refugos. A utilização de adsorventes comerciais foram pouco eficientes em evitar este quadro. Sugere-se ainda que o real limite de segurança de contaminação por aflatoxinas para dietas de frangos de corte seja superior a 20 ppb. / Five experiments were carried out to study the effects of the insect damaging level of corn and diets contamination with mycotoxins on the AMEn, nutrient digestibility coefficient values and to evaluate their impact on the overall performance of broiler chickens. Bodyweight gain, feed intake, feed conversion ratio and the incidence of poor performing birds were verified . Also some blood plasma parameters and carcass yield, relative visceras weight and incidence of internal organ lesions were evaluated. Experiment 1 - 900 birds were reared from 1 to 26 days of age, and assigned into an entirely randomized design with a factorial arrangement 5x2 (5 insects damaging levels on corn and 2 adaptation periods to the diets) with 6 replications and 6 birds for each experimental unit. A reduction of 20,69 kcal AMEn/kg of diets was observed, for each 10% increase in the insect damaging level. No difference were found as an effect by diets different adaptation periods. Experiment 2 - 400 day-old male broiler chickens were used in a completely randomized design with a factorial arrangement 5X2 (5 levels of insects damaging level of the corn and 2 sexes) xivwith 4 replicates of 10 birds each. It was observed that the increasing of 10% on insect damaging level of corn decreased 7.75 g on live bodyweight and increased 7.06 g on feed intake and 0.023 units in the feed conversion ratio for birds from 1 to 21 days of age. At 42 days of age, the increasing of 10% on insect damaging level of corn reduced 17.72 g for the bodyweight gain, and increased 75.52 g in the feed intake and 0,052 units in the feed conversion ratio. A reduction of 0.037 g/dL of total blood plasma proteins of the birds was observed for each increasing of 10% on insect damaging level of corn. No differences were observed on the average globular volume of blood, blood albumin concentration. The carcass yield and relative visceras weight were also not affected by the treatments. Experiment 3 - It was conducted to evaluated the effects of DL-methionine supplementation and the addition of commercial adsorbants in diets with 45% insect damaged corn and contaminated by aflatoxins. 480 day-old ROSS broiler chicks were distributed in an entirely randomized design with a factorial arrangement 6X2 (6 treatments and 2 sexes). T1 - was the 2% insect damaged corn (control); T2 - 45% insect damaged corn; T3 - 45% insect damaged corn plus DL-methionine supplementation. The T4 to T6 were same T3 plus one of the three mycotoxins adsorbants. No differences were observed for performance from 1 until 21 days of age, however, at 42 days of age it was observed a reduction in absolute values of birds bodyweight and blood plasma protein concentrations, and a increase on feed conversion ratio in T3 (45% insect damaged corn). The DL-methionine supplementation (T4) was efficient in restoring the performance of birds. There was no changes neither for the relative visceras weight, carcass yield and total blood plasma protein concentration values nor for the blood average globular volume at 42 days of age. Experiment 4 - 900 day-old baby chicks, were assigned into a completely randomized design in a factorial arrangement 5x2 (5 levels of mycotoxins and 2 diets adaptation periods) in order to measure diets AMEn. No differences for AMEn content was observed due to mycotoxin contamination or for diets adaptation periods. Experiment 5 - 1800 day-old male baby chicks, were assigned into a completely randomized design in a factorial arrangement 5x4 (5 mycotoxin levels of and 4 treatments) and 6 replicates containing 15 birds each. T1; T2; T3 had commercial adsorbants added and T4 had none, (control treatment). It was not found xvany significant differences on Bodyweight gain, feed consumption and feed conversion ratio either at 21 or 42 days of age. However, the absolute numbers, showed a much higher incidence of poor performing birds as the mycotoxin contamination levels also increased. There was still a significant increase on weight of liver, pancreas, Bursa, and an increased incidence of necrotic points on the liver. Coccidiose lesions were also detected. Mycotoxins contaminations of the diet lead to an increase of γ - Glutamil Transferase. Significant reductions were observed for total plasma protein and albumin concentration. Alterations on the blood transaminase concentrations (alanine amino transferase and aspartate amino transferase) were not detected, as well the minerals (calcium, iron, phosphorus and magnesium), creatinine, tryglicerides and in the relative spleen intestine and heart weights. It could be concluded that the use of insect damaged corn did cause reduction of birds performance by reducing the energy value and its sulphur amino acid content of corn. DL-methionine supplementation could be efficient to reduce the bodyweight losses and to increase the feed conversion ratio. Mycotoxins contaminated diets might induce metabolic parameters alterations, increasing the incidence of visceral injuries and augment of poor performing birds.

Neste trabalho foi investigada uma mudança na linha base observada em curvas de calorimetria exploratória diferencial em um trabalho onde microesferas de vidros aluminossilicatos contendo Ho foram estudados para a aplicação em radioterapia interna seletiva para o tratamento de carcinoma hepatocelular. Os vidros com composição nominal 53,7 SiO2 .10,5 Al2O3 . 35,8 MgO em %mol foram produzidos pelo método de fusão tradicional. As fritas obtidas foram moídas e peneiradas na faixa de 45 a 63 μm. O material foi utilizado para produzir microesferas pelo método de esferolização por queda gravitacional. O pó de vidro e as microesferas foram caracterizados por espectrometria de fluorescência de raios X, difração de laser, difração de raios X, calorimetria exploratória diferencial, análise térmica diferencial, termogravimetria, espectrometria de massa e microscopia eletrônica de varredura. Após as análises térmicas foram formadas pastilhas nos cadinhos que foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e picnometria a gás He. A mudança na linha base foi associada ao processo de sinterização por fluxo viscoso e ocorre devido a diminuição do fluxo de calor detectado devido à retração da amostra. Outros processos como cristalização concomitante com a sinterização também foram estudados. / In this work a difference in the baseline in differential scanning calorimetry analyses, observed in a work where aluminosilicate glasses microspheres containing Ho were studied for application in selective internal radiotherapy as hepatocellular carcinoma treatment, was studied. The glasses with nominal composition 53,7 SiO2 .10,5 Al2O3 . 35,8 MgO in %mol were produced from traditional melting. The frits obtained were milled and sieved in the range of 45 a 63 μm. The material was used to produce glass microspheres by the gravitational fall method. The glass powder and the microspheres were characterized by X ray fluorescence spectrometry, laser diffraction, X ray diffraction, differential scanning calorimetry, differential thermal analysis, thermogravimetry, mass spectrometry, and scanning electron microscopy. After the thermal analyses, pellets were formed in the crucibles and were analyzed by scanning electron microscopy, X ray diffraction, and He picnometry. The difference in the baseline was associated to the viscous flow sintering process and happens because of the decrease in the detected heat flow due to the sample shrinkage. Other events as concurrent crystallization with the sintering process were also studied.

Orientadores: Maria Izabel Maretti Silveira Bueno, Kenneth E. Collins / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T13:16:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goraieb_Karen_D.pdf: 3845502 bytes, checksum: a098a9a519d072aa7b424abbad188970 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Um método para a análise qualitativa e quantitativa de Al em matrizes com alto teor de Si (aluminossilicatos, por exemplo) utilizando-se a Espectrometria de raios-X aliada aos métodos quimiométricos PCA (análise de componentes principais), e PLS 1 (regressão por mínimos quadrados parciais para uma variável) foi desenvolvido. As amostras estudadas neste projeto foram: amostras-padrão (misturas de Al2O3 e SiO2), fases estacionárias de SiO2 com camada de Al2O3 para cromatografia, cimento Portland e Zeólitos. Primeiro foi feita a otimização do método acerca do tempo de irradiação das amostras e com relação ao pré-tratamento a ser aplicado aos espectros antes da análise quimiométrica. Depois, com o PCA, foi possível observar que há uma tendência em separar as amostras-padrão conforme o teor de Al em 3 subgrupos (alto, médio e baixo). Porém, para as amostras mais complexas, não se observou uma grande influência do Al nas separações dos subgrupos durante uma análise exploratória inicial, porém outras características importantes, tais como, grau de uso (para os zeólitos) e origem (para os cimentos) foram relevantes. Com o PLS 1 foi possível construir modelos de calibração e de validação cruzada para o Al nas amostras-padrão, nos cimentos e nos zeólitos com excelentes coeficientes de correlação de calibração e de validação cruzada ( 0,97), com baixos erros ( 2,21%). Também foi possível construir modelos de calibração e de validação cruzada simultaneamente para outros elementos presentes nas amostras estudadas tais como Si (nas amostras-padrão) e Ca (cimento). Neste caso, tanto as análises empregando PCA como PLS 1 utilizou-se de todo o espectro, incluindo a região de espalhamento da fonte de raios-X / Abstract: A qualitative and quantitative method for Al analysis with high content of Si, (e.g. aluminum-silicates) using X-ray spectrometry allied to the chemometric tools PCA and PLS 1 was developed. The studied samples in this project were: standard samples (a mixture of Al and Si oxides), stationary phases made by SiO2 with a layer of Al2O3 for chromatographic purposes, Portland cement and zeolites. First, the method optimization related to the "irradiation time" and "pre treatment to be employed to the spectra prior to chemometric analysis" was done. Then, using PCA, it is observed that there is a tendency to separate the standard samples according to their Al content in three subgroups (high, medium and low). However, for more complex samples, a high influence of Al in the observed separations was not observed during the initial exploratory analysis but other important information, such as, degree of use (for zeolites) and origin (for cements), was seen. With PLS 1, it was possible to construct the multivariate calibration and cross-validation models for Al in the standard samples, cement and zeolites with excellent calibration and cross-validation correlation coefficient ( 0.97) and with low errors ( 2.21). Also, the construction of multivariate calibration and cross-validation models for other elements present in the studied samples, like Si (for standard samples) and Ca (for cement) were possible. As for PCA analysis and for PLS 1, the whole spectral range, including the scattering portion from the X-ray source, was employed. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-11-09T13:47:40Z No. of bitstreams: 1 Patricia Guillante_.pdf: 18993232 bytes, checksum: 31c8eb50dc71036a8f617c23999f4765 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-09T13:47:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia Guillante_.pdf: 18993232 bytes, checksum: 31c8eb50dc71036a8f617c23999f4765 (MD5) Previous issue date: 2018-08-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estruturas de concreto situadas em ambientes úmidos, produzidas com cimentos com elevado teor de álcalis e agregados reativos, estão propensas a desencadear uma reação química conhecida como a Reação Álcali-Agregado (RAA). Na tentativa de minimizar o desencadeamento desta reação, pode-se controlar o teor de álcalis, embora isso não seja garantia da não ocorrência da RAA, utilizar agregados não reativos, ou ainda utilizar adições minerais. O grande benefício das adições minerais, especialmente as pozolanas, na mitigação da RAA, está associado ao fato das mesmas consumirem hidróxido de cálcio para formarem silicato de cálcio hidratado adicional, reduzindo a permeabilidade e a mobilidade de álcalis. No entanto, têm-se visto que os materiais pozolânicos sílicoaluminosos apresentam desempenho superior aos materiais silicosos, na RAA, tendo como consenso o papel protagonista da presença de alumínio. No entanto, o comportamento na mitigação da RAA pode ser distinto, dependendo do tipo de pozolana empregada. Assim, o objetivo geral deste trabalho é avaliar a influência dos parâmetros químicos e mineralógicos de materiais cimentícios suplementares na mitigação da RAA. Empregou-se o método acelerado das barras de argamassa para investigar o comportamento de três MCS ricos em sílica e alumina: a Cinza Volante (CV), o Metacaulim (MK) e o Resíduo de Cerâmica Vermelha (RCV). Foram consideradas duas idades de cura – 48h e 28 dias – e empregou-se ainda, misturas auxiliares com sílica ativa em teor semelhante ao de sílica amorfa presente nos MCS; com pó de quartzo, para compor um padrão secundário de referência, permitindo avaliar o efeito da redução de consumo de cimento; e, para balizar a avaliação do teor de alumina, misturas com hidróxido de alumínio [Al(OH)3]. Os materiais foram caracterizados quanto aos parâmetros físicos, químicos e mineralógicos. Analisou-se ainda, a composição química da solução aquosa dos poros das diferentes misturas e a microestrutura das barras de argamassa de referência após o ensaio acelerado. O agregado foi classificado como uma obsidiana composta basicamente por vidro vulcânico e os resultados do ensaio acelerado indicam que os MCS empregados apresentam potencial mitigador, porém em diferentes níveis. Constatou-se que, embora nas amostras curadas por 28 dias tenha ocorrido ligeiro aumento das expansões, o tempo de cura não exerceu influência significativa nos resultados. Ao incorporar Al(OH)3, observou-se um comportamento linear das expansões, de modo que quanto maior o teor de Al(OH)3 menores são os valores de expansão. Entretanto, este comportamento não foi verificado com os materiais pozolânicos. O teor total de alumina caracterizado para MK, CV e RCV, foi na ordem de 38%, 21% e 17%, respectivamente, retornando expansões aos 28 dias de ensaio de 0,03%, 0,02% e 0,08%. Destaca-se que os menores resultados de expansão foram observados na mistura com CV, que, por sua vez, apresentou concentração de alumínio na solução dos poros próximo à zero. Sabe-se que a alumina atua na inibição da dissolução da sílica reativa, através da sua incorporação na estrutura de sílica, formando uma espécie de zeólita e, assim, a caracterização da solução dos poros da CV pode ser também um indicador da maior efetividade da alumina da CV na mitigação da RAA. Ainda, observou-se, para a mistura com RCV, que o teor de ferro, principalmente o identificado na forma hematita, parece interferir na dissolução da alumina o que pode ter prejudicado o potencial de mitigação da RAA pela alumina neste caso. Além disso, a forma cristalina ou amorfa de como estes elementos estão presentes nos MCS parece influenciar no potencial de mitigação. Assim, acredita-se que não somente o teor de alumina exerça influência na redução das expansões, mas também os minerais e a estrutura cristalina na qual o alumínio se apresenta no material podem ser indicativos da sua incorporação nas partículas de sílica. / Concrete structures produced with cements of high alkali content and reactive aggregates, when located in humid environments are prone to develop a chemical reaction known as the Alkali-Aggregate Reaction (AAR). In order to minimize the development of this reaction, the alkali content can be controlled by the use of non-reactive aggregates, although this does not guarantee the reaction complete mitigation. Another alternative is the use of mineral additions, especially pozzolans, whose benefit is associated with the fact that it consume calcium hydroxide to produce additional hydrated calcium silicate, reducing the permeability and mobility of alkalis inside concrete. Recent researches have shown that aluminosilicate pozzolanic materials present higher performance in AAR mitigation than siliceous materials. It is consensus that aluminum presence have a protagonist role. However, the mitigation behavior of AAR may be different depending on the type of pozzolanic material employed. Thus, the general objective of this work was to evaluate the influence of chemical and mineralogical parameters of aluminosilicate pozzolans in the mitigation of AAR. The accelerated mortar bars method was used to investigate the behavior of three mineral admixtures rich in silica and alumina: Fly Ash (FA), Metakaolin (MK) and Red Ceramic Waste (RCW). Two curing ages were considered - 48h and 28 days - and auxiliary mixtures with silica fume were used, with similar content of amorphous silica; with powder quartz to compose a secondary reference standard, allowing the evaluation of cement consumption reduction effect; and, to mark the evaluation of the aluminum content, mixtures with aluminum hydroxide [Al(OH)3]. The materials were characterized for physical, chemical and mineralogical parameters. The chemical composition of the pores aqueous solution of the mixtures and the microstructure of the reference mortar bars after the accelerated test were also analyzed. The aggregate was classified as an obsidian composed basically of volcanic glass and the results of the accelerated test indicate that the used pozzolans present mitigating potential, but at different levels. It was found that the curing time had no significant influence on the results, despite the slight increase of expansions measured in samples cured for 28 days, before the accelerated test. By incorporating Al(OH)3, a linear behavior of expansions was observed in which as higher the content of Al(OH)3, the lower the expansion values are. However, this behavior was not verified with the pozzolanic materials. The total aluminum content for MK, FA and RCW was 38%, 21% and 17%, respectively, resulting in expansions at the 28 day test of 0.03%, 0.02% and 0.08%. It is noteworthy that the lower expansion results were observed in the mixture with FA, which also presented aluminum concentration in the pore solution close to zero. It is known that alumina acts in the inhibition of the reactive silica dissolution by its incorporation in the silica structure, forming a kind of zeolite and, therefore, the characterization of the solution of the pores of the FA can also be an indicator of the greater effectiveness of the alumina from FA in the mitigation of AAR. In addition, it was observed that the mixture with RCW that the iron content, mainly identified in the hematite form, seems to interfere in the dissolution of the aluminum, which may have hampered the AAR mitigation potential by aluminum in this case. The crystalline or amorphous form of how these elements are present in pozzolans seem to influence the potential for mitigation. Thus, it is believed that not only the alumina content exerts influence on the expansion reduction, but also its mineral and crystalline structure, in which the aluminum present in the material may indicate its incorporation into the silica particles.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Cezar Lima Junior.pdf: 4959123 bytes, checksum: 8ba169401ed3c8565f7d14d0d74e19c1 (MD5) Previous issue date: 2016-08-29 / Geopolymers, or ‘inorganic polymers’, considered an alternative cementing system to the convention Portland cement, are formed due to the dissolution, under a high alkali solution, of natural raw materials containing aluminosilicate species. The product of this reaction is the obtainment of a synthetic aluminosilicate product, manufactured under low temperature or even at room temperature. A wide range of materials can be used as precursors as well as alkali activators. The present work focuses on the obtainment of inorganic polymers with innovative precursors, based on different residues of several industrial sectors, such as glass manufacturing, ceramic claddings, and also with local minerals found in abundance on the region of the Campos Gerais. The development of an alternative cementing system will be directly applied on materials to be used as external cladding of steel/wood-based modular structures for residential/commercial buildings, replacing similar materials made from ordinary Portland cement, aiming and industrial application for this product. The obtained product presented similar/superior physical-mechanical properties when compared to its opponent products, with an average flexural strength of 11,73 MPa and a water absorption of 13,50%, being the first value intermediate and the second the best in comparison with commercial products. The use of temperature during curing cycle for increasing the properties of the geopolymeric cement was successfully tested, resulting on more dense and stable structures. Samples showed an increase in flexural strength from 1,83 MPa to 10,15MPa comparing curing cycles at room temperature and at 65ºC, which indicates that temperature works as a setting accelerator for the tested recipe of geopolymers. / Geopolímeros, ou ‘polímeros inorgânicos’, considerados um sistema cimentante alternativo ao cimento Portland convencional, são materiais formados a partir da dissolução de matérias-primas naturais à base de aluminossilicatos em uma solução alcalina. O resultado desta reação é a formação de um aluminossilicato sintético, produzido a baixas temperaturas ou mesmo sob temperatura ambiente. Diferentes matérias-primas naturais e sintéticas podem ser utilizadas como precursores e fonte de álcalis. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de polímeros inorgânicos a partir de precursores inovadores, utilizando-se de resíduos de diversos setores da indústria, tais como da fabricação de vidro, da indústria de revestimentos cerâmicos, e também de insumos locais disponíveis em abundância na região dos Campos Gerais. O sistema cimentante obtido foi utilizado para a obtenção de placas de revestimento em construções em estrutura modular de aço ou madeira, substituindo produtos similares produzidos a partir de cimento Portland convencional, e visando uma aplicação industrial deste. O produto obtido apresentou propriedades físico-mecânicas semelhantes e até superiores às dos produtos concorrentes, com uma resistência à flexão média de 11,73 MPa e uma absorção de umidade média de 13,50%, sendo o primeiro valor intermediário e o segundo o melhor dentre os produtos comerciais. O uso de temperatura para aumento das propriedades físico-mecânicas do cimento geopolimérico foi testado com sucesso, resultando em estruturas mais compactas e estáveis. Houve um aumento de resistência mecânica de 1,83 MPa para 10,15 MPa comparando-se ciclos de cura sob temperatura ambiente e a 65ºC, indicando que a temperatura funciona como um acelerador de cura dos geopolímeros testados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work aimed the synthesis and characterization of pure and doped calcium aluminosilicates using the proteic sol-gel method and by a new route, which combines the proteic sol-gel method with the solid state synthesis. In the proteic sol-gel method, coconut water (Cocos nucifera) is used as a starting solvent. But for the aluminosilicates synthesis, one of the sources of silicon used was the SiO2, which is not soluble in coconut water. Because of that many procedures were tested to synthesize this material. Therefore it was necessary to propose a new hybrid route that would combine different methodologies to produce ceramic powders. For the usual proteic sol-gel methodology, tetraethylortosilicate (TEOS) was used as the source of Si. In order to determine the best conditions of calcination time and temperature for the different routes of calcium aluminosilicate production, thermal analysis and powder x-ray diffraction (DRX) techniques were used. According to the (DTA) analysis, an exothermic peak at 930°C indicates the formation of crystalline phase in the material produced with SiO2. For the one produced whit TEOS, this step is verified around 850°C. From the XRD patterns, it was possible to observe the production of the single crystalline phase in both methodologies, however at different calcination temperatures: 1000°C for the material produced via sol-gel, with TEOS, and 1300°C for the one produced by the hybrid methodology. The crystallite size was evaluated using the Scherrer‟s equation, and the results indicated that the calcined powders in both preparation routes are in nanometric scale. These results were confirmed using the transmission electronic microscopy. Different colorations were observed on the co-doped and calcined doped samples in different conditions. The optical properties of the material were studied and, according to the results obtained using OA, the optical band gap of the Ca2Al2SiO7 system is ~6 ev. It was also observed that the combination of the dopants Ce3+ and Mn2+ indicates an energy transfer process in which the Ce3+ emission, related to the 5d1  4f1 transition, excites resonantly the 6A1(S)  4A1g/4Eg(G) transition of the Mn2+ ion, followed by the emission associated to Mn2+ transitions. Beyond that, the energy level diagram was obtained for the Ce3+ and the transitions associated to the Mn2+ were identified using the Tanabe-Sugano diagram, as a first approximation. / Este trabalho teve como objetivo a produção e a caracterização de pós cerâmicos de aluminosilicatos de cálcio puro e dopado através dos métodos sol-gel protéico e de uma nova rota, a qual combina o método sol-gel protéico à síntese de estado sólido. O método sol-gel protéico utiliza água de coco (Cocos nucifera) como solvente de partida dos precursores solúveis do material a ser obtido. Porém, na produção de aluminosilicatos uma das fontes de silício utilizada foi SiO2, que não é solúvel em água de coco. Em função disso, vários procedimentos foram testados para a síntese desse material. Desta maneira, tornou-se necessária a proposta de uma rota híbrida de produção, a qual combinasse diferentes metodologias para a produção dos pós cerâmicos. Para a metodologia sol-gel protéico usual, utilizou-se tetraetilortosilicato (TEOS) como fonte de Si. A fim de determinar as melhores condições de tempo e temperatura de calcinação nas diferentes rotas de produção, utilizou-se as técnicas de caracterização de análise térmica e DRX. De acordo com as análises de DTA um pico exotérmico em 930°C indica a formação de fases cristalinas no material produzido com SiO2. Para aquele produzido com TEOS essa etapa é verificada em ~850°C. Através da difração de raios-X observou-se a produção da fase cristalina única através das duas metodologias, porém a temperaturas de calcinação diferentes: 1000°C para o material produzido com TEOS, e 1300°C para aquele produzido com SiO2. Fez-se o cálculo do tamanho de cristalito através da equação de Scherrer e este indicou a produção de materiais nanométricos em ambas as rotas de preparação. Esses resultados também confirmados através de MET. Observou-se ainda colorações diferenciadas paras as amostras co-dopadas e dopadas, calcinadas em diferentes condições. De acordo com os resultados das análises ópticas através da absorção óptica, o band gap óptico do sistema Ca2Al2SiO7 foi determinado e é da ordem de ~6 eV. Foram observadas ainda que a combinação dos dopantes Ce3+ e Mn2+ sugerem um processo de transferência de energia na qual a emissão do Ce3+, relacionado com a transição 5d1  4f1, excita ressonantemente a transição 6A1(S)  4A1g/4Eg(G) do íon manganês seguida da emissão associada a transições do Mn2+. O digrama de níveis de energia foi obtido para o Ce3+ e as transições associadas ao Mn2+ foram identificadas através do diagrama de Tanabe-Sugano, como primeira aproximação.

In the present work a new synthesis route, a hybrid between solid state reaction and proteic sol-gel method, is applied to a scintillator material based on Ca2Al2SiO7 (CAS). The luminescence mechanisms for the nanostructured scintillator is studied a mechanism that describes the luminescence process, when excited with X-rays, is proposed. The same system was also prepared via other 2 different methodologies, solid state traditional route, proteic sol-gel route, and 3 different solvents were used, for comparison in the hybrid method. In all cases the CAS phase was found as indicated by X-ray powder diffraction. During the thermal evolution of CAS precursors prepared via hybrid route assisted by coconut water, intermediate oxide phases were formed and they reacted with SiO2 to form the final CAS phase. SEM images indicated that the organic molecules present in the coconut water play an important role in the nanoparticle formation defining the average size and morphology, Samples prepared via the hybrid route showed particle with spherical shape with average size of (36 ± 15) nm. Analysis carried out via photoemission spectroscopy indicated that Si ions are the most abundant cation on surface of the particles produces via hybrid methods and solid state reaction. X-ray absorption (XAS) revealed that the Si coordination environment did not change during the synthesis. The XAS technique also indicated that the main valence for the dopants in CAS structure and the emission spectra obtained via pholuminescence and X-ray excited optical luminescence (XEOL) confirmed that the main emissions are related to the dopants on the CAS matrix. Extended X-ray absorption fine structure revealed the location of the dopants in the CAS matrix, and the most probable defect generated for the dopant presence. XEOL excitation spectra showed different behaviors for the luminescence around K edge of the matrix elements. The XEOL decay time indicated that fast scintillators were produced when CAS were doped with Ce3+ with characteristic constants lower than 40 ns. The results time dependent XEOL emission also showed that the luminescence decay curves are influenced by the presence of electrons and holes shallow traps in the CAS electronic structure. / No presente trabalho uma nova rota de síntese, híbrida entre as sínteses de estado sólido e sol-gel proteico, é aplicada a um material cintilador baseado na matriz cristalina Ca2Al2SiO7 (CAS). Adicionalmente, o mecanismo de luminescência destes cintiladores nanoestruturados é estudado e um modelo é proposto. Para efeito de comparação com a rota de síntese híbrida, amostras foram também preparadas por sol-gel proteico e síntese de estado sólido, e com a variação do solvente na síntese híbrida. Os resultados de difração de raios X mostraram que as amostras apresentaram a fase cristalina de Ca2Al2SiO7 após calcinação acima de 1300°C. Durante a evolução térmica dos precursores preparados pelo método híbrido assistido por água de coco, fases cristalinas intermediárias são formadas e estas reagem com o SiO2, até a formação do CAS. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura indicaram que as moléculas orgânicas presentes na água de coco são decisivas no controle do tamanho e morfologia das nanopartículas obtidas pelo método híbrido, e as partículas apresentam formato esférico e tamanho médios de (36 ± 15) nm. A espectroscopia de fotoemissão revelou que o Si é o elemento mais abundante na superfície das amostras produzidas pelos métodos híbridos e síntese de estado sólido. Enquanto a absorção de raios X (XAS) mostrou que a coordenação do Si não muda durante a síntese. A XAS também indicou as valências mais abundantes dos íons dopantes do CAS e os espectros de emissão fotoluminescente e de luminescência óptica estimulada por raios X (XEOL) confirmaram que estes são os canais luminescentes dos materiais. Com a análise da estrutura fina de absorção de raios X foi possível localizar os sítios ocupados pelos dopantes no CAS, assim como estimar o tipo de defeito mais provável, gerado pela presença destes íons. Os espectros de excitação XEOL mostraram comportamentos diferentes para a luminescência na região das bordas K de absorção dos elementos da matriz. As medidas de tempo de decaimento da luminescência indicaram a obtenção de cintiladores muito rápidos, com constantes características menores que 40 ns em todas as amostras que contém Ce3+ e que o processo de decaimento também está associado à presença de armadilhas de portadores de cargas na estrutura eletrônica do material.