Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-01T21:26:34Z No. of bitstreams: 1 2017_DianaNascimentoLins.pdf: 3929650 bytes, checksum: c1872139675012efdaf0e74375f4628b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-03-09T17:01:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DianaNascimentoLins.pdf: 3929650 bytes, checksum: c1872139675012efdaf0e74375f4628b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T17:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DianaNascimentoLins.pdf: 3929650 bytes, checksum: c1872139675012efdaf0e74375f4628b (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Dado o crescimento da indústria da construção, a produção de cimento Portland também foi intensificada. No entanto, efeitos ambientais adversos são causados pela atividade cimenteira, sendo esta responsável por cerca de 5% das emissões de CO2 mundiais. Com o objetivo de atenuar essas emissões, uma medida mitigadora eficiente é a redução do teor de clínquer na composição do cimento. Para isso, diferentes adições minerais são comumente utilizadas para substituí-lo, porém, estas não têm disponibilidade suficiente para atender a demanda atual do mercado. Diante da necessidade de novos materiais, pesquisas buscam adições que atendam esta demanda. Dentre elas, a argila calcinada e o fíler calcário, se mostraram eficientes quando utilizados simultaneamente, formando um novo cimento, denominado LC³. Esta pesquisa visa analisar a resistência à compressão de cimentos LC³ produzidos a partir de adições minerais disponíveis na região do Distrito Federal. Foram produzidas diversas argamassas, fabricadas com cimentos com diferentes teores e tipos de fíler calcário e argila calcinada. Em função da redução da trabalhabilidade das misturas, ocasionada por estes materiais, foi avaliado o teor de aditivo superplastificante utilizado para cada cimento. Também verificou-se a influência das adições minerais utilizadas conforme suas características químicas e físicas. Os resultados indicam que de acordo com o teor e tipo de adição, o LC³ é capaz de atingir resistências semelhantes às obtidas pelo cimento de referência. Em caso de teores de substituição elevados pode haver redução da resistência, contudo, os valores são relevantes, tendo em vista a redução de clínquer significativa. Também se observou a influência preponderante do tipo de argila calcinada no desempenho do LC³, no entanto, verificou-se que o teor de calcário e a finura das partículas de fíler também interferem no desempenho do cimento. / Given the growth of the construction industry, a Portland cement production has also been intensified. However, they are needed for cement activity, which is responsible for about 5% of the world's CO2 emissions. In order to attenuate emissions, an efficient mitigation measure is a reduction of research theory in cement composition. For this, different mineral additions are commonly to replace it, however, these are not necessary to meet the current market demand. Faced with the need for new materials, researches seek additions that meet this demand. Among them, a calcined clay and limestone, are effective when used simultaneously, forming a new cement, called LC³. This research proposes to analyze the compressive strength of LC³ cements produced from mineral additions available in the Federal District. Several mortars were produced, made from cements with different contents of mineral additions. Due to the reduction of the workability of the mixtures caused by these materials, the content of superplasticizer additive used for each cement was initially evaluated. One research also found an influence of mineral additions in accordance with their chemical and physical characteristics. The results indicate that according to the content and type of addition, the LC³ is capable to get compressive strength, similar to those obtained by reference cement. In case of substitution levels, there may be a reduction of the resistance, although, the values are relevant, in view of a significant clinker reduction. It was also observed the predominant influence of calcined clay type on the performance of LC³, however, it was verified that the content of limestone and a fineness of the file particles also interfere in the performance of the cement.

Este trabalho tem por objetivo o estudo da viabilidade da utilização de cerâmica vermelha para a confecção de agregados leves de argila calcinada para utilização em concretos estruturais. Inicialmente, foram coletadas amostras de solo de cinco diferentes empresas produtoras de cerâmica vermelha do estado de São Paulo. As massas cerâmicas foram caracterizadas por meio das técnicas de limites de liquidez (LL) e plasticidade (LP), análise granulométrica, análise química e difração de raios X (DRX). Os corpos de prova confeccionados com essas massas cerâmicas, queimados à temperatura de 900ºC, foram caracterizados por meio da avaliação da retração linear, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, expansão por umidade e resistência à compressão. Após a caracterização dos corpos de prova de cerâmica vermelha, foram escolhidas duas amostras para a confecção dos agregados leves de argila calcinada. Em seguida, foram confeccionados corpos de prova de concreto com agregados leves de argila calcinada, argila expandida e brita. Os corpos de prova de concreto leve foram caracterizados pelos ensaios de slump, massa específica fresca, teor de ar incorporado, resistência à compressão, resistência à tração, módulo de deformação, retração por secagem, absorção de água, índice de vazios e massa específica aparente. Os resultados desta pesquisa indicaram a viabilidade da produção de agregados leves de argila calcinada para utilização em concretos e os valores da massa específica (1.555 a 1.785 kg/m³) e da resistência à compressão (18,0 a 55,8 MPa) apresentaram-se em um patamar intermediário entre os valores observados para concretos com argila expandida e com basalto. / This paper aims the study the viability of using red ceramic to make calcined clay lightweight aggregates in order to use in structural concrete. At first, soil sample were collected from five different red ceramic producing companies from São Paulo State. Liquid and plastic techniques, particle size analysis, chemical analysis and X-ray diffraction (XRD) were used to characterize ceramic masses. The specimens made from these ceramic masses, burned at the temperature of 900ºC, were characterized by evaluating of linear shrinkage, water absorption, apparent porosity, specific mass, moisture expansion and compressive strength. After the red ceramic specimens characterization, two samples were chosen for the manufacture of calcined clay lightweight aggregates. After that, concrete specimens with calcined clay lightweight aggregate, expanded clay and basalt were made. These concrete specimens were characterized by slump test, fresh specific mass, incorporated air content, compressive strength, tensile strength, modulus of elasticity, water absorption, voids and bulk density. Results of this research indicated the viability of production of calcined clay lightweight aggregate for concrete utilization and the specific mass values (1.555 and 1.785 Kg/m³) and the compressive strength values (18,0 to 55,8 MPa) presented at a intermediated level between those observed for the expanded clay and basalt.

Submitted by Allison Andrade (allisonandrade.13@hotmail.com) on 2016-03-14T15:26:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mário Jorge Andrade da Cunha.pdf: 2007520 bytes, checksum: d9d293c34b843e62f23db6d126c3fe7a (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-14T19:48:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mário Jorge Andrade da Cunha.pdf: 2007520 bytes, checksum: d9d293c34b843e62f23db6d126c3fe7a (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-14T19:50:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mário Jorge Andrade da Cunha.pdf: 2007520 bytes, checksum: d9d293c34b843e62f23db6d126c3fe7a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-14T19:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mário Jorge Andrade da Cunha.pdf: 2007520 bytes, checksum: d9d293c34b843e62f23db6d126c3fe7a (MD5) Previous issue date: 2014-11-21 / Não informada / The synthesized calcined clay was studied, as coarse aggregate, replacing the pebble in asphalt mixtures for asphalt concrete. It aims to find alternative materials to use in pavements for the city of Manaus. Also participated in the bituminous composite the binder AC 50/70, marketed in the Amazon region, sand (fine aggregate) and portland cement (filler). The grain size of the mixture followed the method of Bailey, with the goal of providing a better interlocking of particles. The mechanical behavior was analyzed according to the testing of tensile strength (RT), the resilient modulus (MR) and fatigue, with temperature variation, in order to also check the behavior in service. The results showed, in general, higher values for mixtures with clay aggregates, compared to the natural aggregate composite. / Estudou-se o Agregado Sinterizado de Argila Calcinada (ASAC), como agregado graúdo, em substituição ao seixo para misturas asfálticas do tipo CA. Teve-se como objetivo encontrar materiais alternativos a serem utilizados em obras de pavimentação no Município de Manaus (AM). Participaram também dos compósitos betuminosos o ligante CAP 50/70, comercializado na Região Amazônica, a areia (agregado miúdo) e o cimento portland (fíller). A granulometria da mistura seguiu o Método de Bailey, visando propiciar um melhor intertravamento das partículas. Analisou-se o comportamento mecânico pelos ensaios de resistência à tração (RT), módulo de resiliência (MR) e vida de fadiga, com variação da temperatura, para também verificar o comportamento em serviço. Os resultados mostraram, em geral, valores superiores para a mistura com agregados de argila, quando comparada ao compósito com agregado natural.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-01-31T19:19:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Aline M. Cabral.pdf: 3395466 bytes, checksum: fd4c4f0c180b73882037492c04c7fed7 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-01-31T19:20:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Aline M. Cabral.pdf: 3395466 bytes, checksum: fd4c4f0c180b73882037492c04c7fed7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T19:20:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Aline M. Cabral.pdf: 3395466 bytes, checksum: fd4c4f0c180b73882037492c04c7fed7 (MD5) Previous issue date: 2017-10-18 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The mechanical behavior of asphalt mixtures of the Asphalt Concrete (CA) type was studied with the use of Calcined Clay Sintered Aggregate (ASAC), as a coarse aggregate, modified by graphene multilayer nanomaterial, and the effect of the samples aging on the mechanical performance. The purpose of this study was to analyze the mechanical performance of this alternative aggregate, the impact of the addition of graphene multilayer nanomaterials in the asphalt mixtures to be used in asphalt paving works in the city of Manaus, and also to demonstrate the importance of the aging in this process. In the composition of the CA were used the 50/70 asphalt binder, commercialized in the Amazon Region, the Manaus, sand as a fine aggregate, and the Portland cement, as the filer. All of these materials were physically characterized according to SUPERPAVE. The following materials were analyzed: 1) the reference mixture (without use of graphene multilayers and aged); 2) mixture with graphene multilayers aged, and 3) mixture without the graphene multilayers and unaged. It was determined the mechanical performance of these composites according to the Diametral Compressive Tensile Strength (RT) and Resilience Modulus (MR) tests. In the RT tests, the specimens of the three types of mixtures were subjected to temperatures of 25 °C, 40 °C and 60 °C. For MR, in particular, the mechanical behavior was studied at temperatures of 25 °C and 40 °C. The results showed that in the tensile strength test, there was an increase in RT values with the addition of graphene at temperatures of 25 ° C and 40 ° C. As far as the reference mixture is concerned, the values obtained from RT exceed the minimum set by the standard, and the unaged mixture did not obtain that minimum. Thus, the aged composites (reference material and graphene) meet the technical requirements, with increasing the mechanical performance with the addition of graphene multilayers to the aged blends, about 9.8% at 25 ° C and 8.1% at 40 ° C. Aging gives mixtures a 63% increase in RT compared to the unripe at 25 ° C, 97% at 40 ° C and 50% at 60 ° C. Regarding the Resilience Modulus, the tests showed that there was an increase in MR values, in the mixture with the addition of graphene nanomaterial and, for the three mixtures, there is maintenance of values, with the variation of the percentage of RT, which means that all composites studied are not very susceptible to temperature variation, with satisfactory mechanical resistance. It is demonstrated, therefore, that the ASAC aggregate has technical feasibility to be used in asphalt paving, that the multilayer nanomaterial of graphene shows itself as promising modifying material in this field, and that the aging process is essential in the execution of the asphalt mixtures. / Estudou-se o comportamento mecânico de misturas asfálticas do tipo Concreto Asfáltico (CA), com o emprego de Agregado Sinterizado de Argila Calcinada (ASAC) como agregado graúdo, modificada por nanomaterial de multicamadas de grafeno, e o efeito do envelhecimento das amostras no desempenho mecânico. Teve-se como intuito a análise da performance mecânica desse agregado alternativo, o impacto da adição do nanomaterial de multicamadas de grafeno nas misturas asfálticas a serem utilizadas em obras de pavimentação asfáltica no Município de Manaus, e também demonstrar a importância do envelhecimento nesse processo. Participaram desse compósito asfáltico, o ligante asfáltico 50/70, comercializado na Região Amazônica, a areia Manaus, como agregado miúdo, e o cimento Portland, utilizado como filer. Todos esses materiais foram caracterizados fisicamente, com as dosagens estabelecidas de acordo com a SUPERPAVE. Foram analisados os seguintes materiais: 1) mistura referência (sem utilização de multicamadas de grafeno e envelhecida); 2) mistura com multicamadas de grafeno envelhecida; 3) mistura sem as multicamadas de grafeno e não envelhecida. Determinou-se o desempenho mecânico desses compósitos de acordo com os ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral (RT) e Módulo de Resiliência (MR). Nos testes de RT os corpos de prova dos três tipos de misturas foram submetidos às temperaturas de 25°C, 40°C e 60°C. Para o caso do MR, em particular, estudou-se o comportamento mecânico às temperaturas de 25°C e 40°C. Os resultados mostraram que no ensaio de Resistência à Tração, houve incremento nos valores de RT com a adição do grafeno nas temperaturas de 25°C e 40°C. No que concerne a mistura de referência, os valores obtidos de RT superam o mínimo estabelecido por norma e a mistura não envelhecida não obteve resultados dentro do mínimo necessário. Desse modo, os compósitos envelhecidos (referência e grafeno) atendem às exigências técnicas, notando-se aumento do desempenho mecânico com a adição das multicamadas de grafeno às misturas envelhecidas, cerca de 9,8% a 25°C e 8,1% a 40°C. O envelhecimento confere às misturas 63% de aumento da RT em relação às não envelhecidas à 25°C, 97% à 40°C e 50% a 60°C. No tocante ao Módulo de Resiliência, os ensaios demonstraram que houve incremento nos seus valores para mistura com a adição do nanomaterial grafeno e para as três misturas há manutenção de valores, com a variação da porcentagem da RT, o que significa que todos os compósitos estudados são pouco susceptíveis à variação da temperatura, com resistência mecânica satisfatória.Verifica-se que o agregado ASAC possui viabilidade técnica para ser empregado na pavimentação asfáltica, que o nanomaterial de multicamadas de grafeno mostra-se como material modificador promissor nesse ramo e que o processo de envelhecimento é essencial na execução das misturas asfálticas.

Este trabalho tem por objetivo o estudo da viabilidade da utilização de cerâmica vermelha para a confecção de agregados leves de argila calcinada para utilização em concretos estruturais. Inicialmente, foram coletadas amostras de solo de cinco diferentes empresas produtoras de cerâmica vermelha do estado de São Paulo. As massas cerâmicas foram caracterizadas por meio das técnicas de limites de liquidez (LL) e plasticidade (LP), análise granulométrica, análise química e difração de raios X (DRX). Os corpos de prova confeccionados com essas massas cerâmicas, queimados à temperatura de 900ºC, foram caracterizados por meio da avaliação da retração linear, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, expansão por umidade e resistência à compressão. Após a caracterização dos corpos de prova de cerâmica vermelha, foram escolhidas duas amostras para a confecção dos agregados leves de argila calcinada. Em seguida, foram confeccionados corpos de prova de concreto com agregados leves de argila calcinada, argila expandida e brita. Os corpos de prova de concreto leve foram caracterizados pelos ensaios de slump, massa específica fresca, teor de ar incorporado, resistência à compressão, resistência à tração, módulo de deformação, retração por secagem, absorção de água, índice de vazios e massa específica aparente. Os resultados desta pesquisa indicaram a viabilidade da produção de agregados leves de argila calcinada para utilização em concretos e os valores da massa específica (1.555 a 1.785 kg/m³) e da resistência à compressão (18,0 a 55,8 MPa) apresentaram-se em um patamar intermediário entre os valores observados para concretos com argila expandida e com basalto. / This paper aims the study the viability of using red ceramic to make calcined clay lightweight aggregates in order to use in structural concrete. At first, soil sample were collected from five different red ceramic producing companies from São Paulo State. Liquid and plastic techniques, particle size analysis, chemical analysis and X-ray diffraction (XRD) were used to characterize ceramic masses. The specimens made from these ceramic masses, burned at the temperature of 900ºC, were characterized by evaluating of linear shrinkage, water absorption, apparent porosity, specific mass, moisture expansion and compressive strength. After the red ceramic specimens characterization, two samples were chosen for the manufacture of calcined clay lightweight aggregates. After that, concrete specimens with calcined clay lightweight aggregate, expanded clay and basalt were made. These concrete specimens were characterized by slump test, fresh specific mass, incorporated air content, compressive strength, tensile strength, modulus of elasticity, water absorption, voids and bulk density. Results of this research indicated the viability of production of calcined clay lightweight aggregate for concrete utilization and the specific mass values (1.555 and 1.785 Kg/m³) and the compressive strength values (18,0 to 55,8 MPa) presented at a intermediated level between those observed for the expanded clay and basalt.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 adriano mendes.pdf: 4708776 bytes, checksum: 4bc099a31f3941241f5dd5294da28bba (MD5) Previous issue date: 2010-09-28 / The rolled compacted concrete (RCC) is a still relatively new technique, but with growing volume of use, a fact generated by its technical and economical advantages, requiring more studies in order to use with greater efficiency, safety and economy. This work deals with the RCC with high levels of replacement and addition of part of the Portland cement by calcined clay pozzolan, aiming to analyze and quantify the improvements of the concrete properties and reach a satisfactory level of use, which allows for improvement or maintenance of the properties with a lower consumption of cement per cubic meter. So its impacts on the properties of RCC for this type of mineral addition were studied for the substitution levels adopted, checking the influence on the properties of the fresh concrete in the consistency and the density. For the hardened concrete some mechanical properties and durability were evaluated by compressive and tensile strength, capillarity and immersion by water absorption, test of permeability by water and ultrasound test. The use of calcined clay come together with the needs of the cement production for the construction of dams in the north of the country, as the case of Santo Antônio / RO, because its place is far removed from major industries and cement production slag, fly ash and silica fume, requiring the study of materials to enhance the production of cement. As an important result obtained with this research, it was found that substitution ranging from 27% to 50% achieved the best results, regarding the applicability of this material on the surveyed properties. / O Concreto Compactado com Rolo (CCR) é uma técnica ainda relativamente nova, porém com volume de utilização crescente, fato gerado pelas suas vantagens econômicas e técnicas, requerendo assim mais estudos para embasar o seu uso com maior eficiência, segurança e economia. O presente trabalho trata do CCR com elevados teores de substituição e de adição de parte do volume de cimento Portland por pozolana de argila calcinada, objetivando analisar e quantificar as melhorias das suas propriedades e chegar a um teor satisfatório de utilização, o qual possibilite melhoria ou manutenção das propriedades avaliadas com um menor consumo de cimento por metro cúbico. Desta forma foram avaliados os impactos nas propriedades do CCR para este tipo de adição mineral, nos teores adotados, aferindo a influencia nas propriedades do concreto no estado fresco quanto à consistência e massa específica. No estado endurecido algumas propriedades mecânicas e de durabilidade foram analisadas através da resistência à compressão e à tração por compressão diametral, a absorção de água por capilaridade e por imersão, a permeabilidade à água e ensaio de ultrassom. O uso da argila calcinada vem ao encontro das necessidades da produção de cimento para as usinas em construção na Região Norte do país, como é o caso de Santo Antônio / RO, pois se trata de uma obra muito distante das grandes indústrias cimenteiras e da produção de escória, cinza volante e sílica ativa, o que requer a investigação de materiais para aperfeiçoar a produção de cimento. Como resultado importante obtido na pesquisa em questão, verificou-se que a substituição oscilando entre 27% a 50% atingiu os melhores resultados quanto à aplicabilidade desse material nas propriedades pesquisadas.

A combinação de óxido de alumínio (Al2O3) com hidróxido de alumínio (Al(OH)3) resulta numa maneira interessante de produzir cerâmicas porosas com baixa condutividade térmica, alta área superficial específica, elevada refratariedade e estabilidade química, com custos competitivos. Devido a essas características, esse sistema tem grande potencial de aplicação tecnológica em catalisadores, isolantes térmicos e filtros para altas temperaturas. Apesar do bom desempenho, essas cerâmicas ainda apresentam limitações tais como a baixa resistência termomecânica, devido à elevada porosidade (principalmente, naqueles materiais com fração volumétrica de poros acima de 50%) e redução de porosidade causada pelos fenômenos de sinterização e crescimento de grãos que se intensificam acima de 1100°C. Por esse motivo, investigações adicionais são necessárias a fim de minimizar esses aspectos negativos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver estruturas porosas moldáveis (porosidade acima de 50%) de alta alumina, com adequada resistência mecânica (acima de 10 MPa em compressão) e que fossem resistentes à densificação, para uso em temperaturas acima de 1100°C. Inicialmente foi realizado um estudo sobre a decomposição térmica (temperatura variando de 300°C a 1500°C) de três tipos de hidróxidos de alumínio com diferentes granulometrias (1, 10 e 100 µm) a fim de avaliar seus potencias como agentes porogênicos. Em seguida, por meio de ensaios reológicos, determinou-se as condições ideais de dispersão e mistura das partículas de alumina calcinada, hidróxido de alumínio e alumina hidratável. Em uma segunda etapa do trabalho, suspensões aquosas de alumina calcinada (D50: 1 µm ou 2,5 µm) consolidadas com alumina hidratável foram preparadas com diferentes proporções (0 - 67,5% vol.) de Al(OH)3 (D50: 1 µm ). Para os tipos de Al(OH)3 com partículas maiores foram preparadas somente as composições contendo 22,5% vol. de alumina calcinada (2,5 µm), 67,5% de hidróxido de alumínio e 10% vol. de alumina hidratável. As amostras foram submetidas a tratamentos térmicos em 1100°C, 1300°C e 1500°C durante 3 h. O comportamento durante a sinterização foi acompanhado por meio de dilatometria e as estruturas verdes/secas e sinterizadas foram caracterizadas em relação à porosidade total e tamanho médio dos poros, resistência à compressão e módulo elástico. A evolução da microestrutura foi avaliada usando microscopia eletrônica de varredura. Comprovou-se a ação porogênica do Al(OH)3 em matrizes de alumina calcinada. Essa ação depende de diversos fatores como teor adicionado, temperatura máxima de sinterização e da relação entre as granulometrias da matriz e do Al(OH)3. Variando-se esses parâmetros, estruturas com elevada porosidade (acima de 50%) e resistência à ruptura por compressão (acima de 10 MPa) foram obtidas. Foi observado que a alumina hidratável, utilizada como ligante, desempenha papel de grande importância no desenvolvimento da microestrutura desses materiais, particularmente em temperaturas abaixo de 1000°C. / The combination of aluminum oxide (Al2O3) and aluminum hydroxide (Al(OH)3) results in an interesting way of producing porous ceramics of low thermal conductivity, high specific surface area, high refractoriness, and chemical stability at competitive costs. Consequently, such a system shows great potential for technological applications in catalysts, thermal insulators and filters for high temperatures. Despite the good performance of those ceramics, they still have limitations, as low thermomechanical strength, due to high porosity (especially materials whose volume fraction of pores exceeds 50%) and reduced porosity caused by the sintering phenomena and grain growth intensified above 1100°C. Therefore, further research is required for the minimization of such negative aspects. This thesis addresses the development of moldable porous structures (porosity higher than 50%) of high alumina with proper mechanical strength (above 10 MPa in compression) and densification resistance, for use at temperatures above 1100°C. First, a study on the thermal decomposition (temperatures ranging from 300°C to 1500°C) of three types of aluminum hydroxides of different granulometries (1, 10 e 100 µm) was conducted for the evaluation of their potential as porogenic agents. Rheological measurements enabled the determination of the optimal conditions for the dispersion and mixing of the calcined alumina particles, hydratable alumina and aluminum hydroxide. In a second stage of the study, aqueous suspensions of calcined alumina (D50: 1 µm ou 2.5 µm) consolidated with hydratable alumina were prepared with different proportions (0 - 67.5 vol.%) of Al(OH)3 (D50: 1 µm ). However, for Al(OH)3 with larger particles, were only prepared compositions with 22.5 vol.% of calcined alumina (2.5 µm), 67.5 vol.% of aluminum hydroxide, and 10 vol.% of hydratable alumina. The samples were heat treated at 1100, 1300 and 1500°C for 3 h. The behavior during sintering was studied by dilatometry and the green/dried and sintered structures were characterized regarding the total porosity and average pore size, compressive strength and elastic modulus. The evolution of the microstructure was evaluated by scanning electron microscopy. The porogenic action of Al(OH)3 on a calcined alumina matrix was proved and showed to depend on several factors, as content added, maximum sintering temperature and relationship between the grain size of the matrix and Al(OH)3. Variations in those parameters yielded structures of high porosity (higher than 50%) and resistance to compression fracture (above 10 MPa). The hydratable alumina used as a binder played a major role in the development of the microstructure of such materials, particularly at temperatures below 1000°C.

Submitted by Kamila Costa (kamilavasconceloscosta@gmail.com) on 2015-07-07T20:03:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação-Arlene M L da S Campos.pdf: 12841593 bytes, checksum: 766f22199d87a12389d7196014e3a81e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-08T18:41:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação-Arlene M L da S Campos.pdf: 12841593 bytes, checksum: 766f22199d87a12389d7196014e3a81e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-08T18:45:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação-Arlene M L da S Campos.pdf: 12841593 bytes, checksum: 766f22199d87a12389d7196014e3a81e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-08T18:45:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação-Arlene M L da S Campos.pdf: 12841593 bytes, checksum: 766f22199d87a12389d7196014e3a81e (MD5) Previous issue date: 2008-08-19 / Não Informada / The Amazon Region presents high costs concerning pavement services, mainly because of its petro-material lack, that occurs with pebbles or river gravel which are distant from the consumption location. The frequently used coarse aggregate in this region is the river gravel, taken from the river bed, with an at least 450 km distance from the great consumption centers, resulting in a high transportation fee approaching 50% of its final product cost. Searching for an alternative and non-conventional material which could replace the river gravel or the pebble, the clay was studied due to its mineral abundance in the Amazon region. The utilized clay in this study is from floodplain areas located in the city of Manacapuru, in the State of Amazonas.The productive process adopted by the ceramic industry was reproduced in laboratory tests, in a manually and crafty, evidently. In order to accomplish the tests, a mill composed by 3 mobilesquare mouthpieces with dimensions of 12,7 mm, 9,5 mm and 4,8 mm was utilized. Part of the 4,8 mm fraction produced aggregate was triturated in order to obtain a 2,0 mm fraction. The produced aggregate were calcinated at 780º, 850ºC, 950ºC, 1050ºC and 1150ºC, and characterized according to the post-boiling loss of mass, absorption, specific mass, detritions by Los Angeles abrasion, bituminous alloy adhesiveness, chemical analysis, and mineralogical electronic microscopic sweeping. The calcinated aggregate at 850ºC, 950ºC, 1050ºC and 1150ºC were applied in asphaltic concrete, enframed in the C zone of DNIT. A comparative analysis between the conventional CBUQ (river gravel CBUQ) and the synthetic aggregate was made, which the analyzed parameters were stability, fluency, traction resistance by diametric compression and resilient modulus. The results portrayed that the resultant aggregate from the 780ºC calcinations showed itself more absorptive than the others. The confectioned CBUQ with the 850ºC calcinated aggregate, needed more alloy than the confectioned CBUQ’s with river gravel or other synthetic aggregates in different temperatures. Also, it was observed that the temperature increasing resulted in a real specific mass reduction of the aggregate, due to the existence of expansive elements in the specimen analyzed. The results also showed that all the mixtures confectioned with synthetic aggregate presented more stability compared to the conventional mixture, becoming technically viable for this region, the construction of asphaltic revetments with these aggregates. / A Região Amazônica apresenta altos custos nos serviços de pavimentação, principalmente pela carência de material pétreo, cujas ocorrências são pedra britada ou seixo rolado, distantes dos locais de consumo. O agregado graúdo freqüentemente usado nessa região é o seixo rolado, extraído do leito dos rios, distante não menos que 450 km dos grandes centros de consumo, fazendo com que os custos com transporte respondam por cerca de 50% do preço final do produto. Na busca de um material alternativo e não convencional que pudesse substituir o seixo ou a pedra britada, estudou-se a argila, considerada um recurso mineral abundante, sobretudo na Região Amazônica. A argila utilizada neste estudo provém de área de várzea, localizada no município de Manacapuru, estado do Amazonas. Buscou-se reproduzir, em laboratório, o processo produtivo adotado pela indústria cerâmica, evidentemente que de forma manual e bastante artesanal. Para tanto, utilizou-se um moinho, composto de três boquilhas quadradas e móveis, de dimensões de 12,7 mm, 9,5 mm e 4,8 mm. Parte do agregado produzido na fração de 4,8 mm foi triturado para obtenção da fração correspondente a 2,0 mm. Os agregados produzidos foram calcinados a 780 ºC, 850 ºC, 950 ºC, 1.050 ºC e 1150 ºC e caracterizados segundo perda de massa após fervura, absorção, massa específica, desgaste por abrasão Los Angeles, adesividade a ligante betuminoso, análise química, mineralógica e microscopia eletrônica de varredura. Os agregados calcinados a 850 ºC, 950 ºC, 1.050 ºC e 1150 ºC foram aplicados em concreto asfáltico e enquadrados na faixa C do DNIT. Foi feita uma análise comparativa entre o CBUQ convencional (com seixo) e com agregado sintético, cujos parâmetros analisados foram estabilidade, fluência, resistência à tração por compressão diametral e módulo de resiliência. Os resultados mostraram que o agregado resultante da calcinação a 780 ºC apresentou-se mais absorcivo que os demais. O CBUQ confeccionado com o agregado calcinado a 850 ºC necessitou de mais ligante que os CBUQs confeccionados com seixo ou agregados sintéticos em outras temperaturas. Foi observado que o incremento de temperatura provocou redução nas massas específicas reais dos agregados, em razão da existência de elementos expansivos na matériaprima analisada. Os resultados mostraram, também, que todas as misturas confeccionadas com agregado sintético apresentaram maiores estabilidades, comparadas à mistura convencional, tornando tecnicamente viável para essa região, a construção de revestimentos asfálticos com tais agregados.

A combinação de óxido de alumínio (Al2O3) com hidróxido de alumínio (Al(OH)3) resulta numa maneira interessante de produzir cerâmicas porosas com baixa condutividade térmica, alta área superficial específica, elevada refratariedade e estabilidade química, com custos competitivos. Devido a essas características, esse sistema tem grande potencial de aplicação tecnológica em catalisadores, isolantes térmicos e filtros para altas temperaturas. Apesar do bom desempenho, essas cerâmicas ainda apresentam limitações tais como a baixa resistência termomecânica, devido à elevada porosidade (principalmente, naqueles materiais com fração volumétrica de poros acima de 50%) e redução de porosidade causada pelos fenômenos de sinterização e crescimento de grãos que se intensificam acima de 1100°C. Por esse motivo, investigações adicionais são necessárias a fim de minimizar esses aspectos negativos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver estruturas porosas moldáveis (porosidade acima de 50%) de alta alumina, com adequada resistência mecânica (acima de 10 MPa em compressão) e que fossem resistentes à densificação, para uso em temperaturas acima de 1100°C. Inicialmente foi realizado um estudo sobre a decomposição térmica (temperatura variando de 300°C a 1500°C) de três tipos de hidróxidos de alumínio com diferentes granulometrias (1, 10 e 100 µm) a fim de avaliar seus potencias como agentes porogênicos. Em seguida, por meio de ensaios reológicos, determinou-se as condições ideais de dispersão e mistura das partículas de alumina calcinada, hidróxido de alumínio e alumina hidratável. Em uma segunda etapa do trabalho, suspensões aquosas de alumina calcinada (D50: 1 µm ou 2,5 µm) consolidadas com alumina hidratável foram preparadas com diferentes proporções (0 - 67,5% vol.) de Al(OH)3 (D50: 1 µm ). Para os tipos de Al(OH)3 com partículas maiores foram preparadas somente as composições contendo 22,5% vol. de alumina calcinada (2,5 µm), 67,5% de hidróxido de alumínio e 10% vol. de alumina hidratável. As amostras foram submetidas a tratamentos térmicos em 1100°C, 1300°C e 1500°C durante 3 h. O comportamento durante a sinterização foi acompanhado por meio de dilatometria e as estruturas verdes/secas e sinterizadas foram caracterizadas em relação à porosidade total e tamanho médio dos poros, resistência à compressão e módulo elástico. A evolução da microestrutura foi avaliada usando microscopia eletrônica de varredura. Comprovou-se a ação porogênica do Al(OH)3 em matrizes de alumina calcinada. Essa ação depende de diversos fatores como teor adicionado, temperatura máxima de sinterização e da relação entre as granulometrias da matriz e do Al(OH)3. Variando-se esses parâmetros, estruturas com elevada porosidade (acima de 50%) e resistência à ruptura por compressão (acima de 10 MPa) foram obtidas. Foi observado que a alumina hidratável, utilizada como ligante, desempenha papel de grande importância no desenvolvimento da microestrutura desses materiais, particularmente em temperaturas abaixo de 1000°C. / The combination of aluminum oxide (Al2O3) and aluminum hydroxide (Al(OH)3) results in an interesting way of producing porous ceramics of low thermal conductivity, high specific surface area, high refractoriness, and chemical stability at competitive costs. Consequently, such a system shows great potential for technological applications in catalysts, thermal insulators and filters for high temperatures. Despite the good performance of those ceramics, they still have limitations, as low thermomechanical strength, due to high porosity (especially materials whose volume fraction of pores exceeds 50%) and reduced porosity caused by the sintering phenomena and grain growth intensified above 1100°C. Therefore, further research is required for the minimization of such negative aspects. This thesis addresses the development of moldable porous structures (porosity higher than 50%) of high alumina with proper mechanical strength (above 10 MPa in compression) and densification resistance, for use at temperatures above 1100°C. First, a study on the thermal decomposition (temperatures ranging from 300°C to 1500°C) of three types of aluminum hydroxides of different granulometries (1, 10 e 100 µm) was conducted for the evaluation of their potential as porogenic agents. Rheological measurements enabled the determination of the optimal conditions for the dispersion and mixing of the calcined alumina particles, hydratable alumina and aluminum hydroxide. In a second stage of the study, aqueous suspensions of calcined alumina (D50: 1 µm ou 2.5 µm) consolidated with hydratable alumina were prepared with different proportions (0 - 67.5 vol.%) of Al(OH)3 (D50: 1 µm ). However, for Al(OH)3 with larger particles, were only prepared compositions with 22.5 vol.% of calcined alumina (2.5 µm), 67.5 vol.% of aluminum hydroxide, and 10 vol.% of hydratable alumina. The samples were heat treated at 1100, 1300 and 1500°C for 3 h. The behavior during sintering was studied by dilatometry and the green/dried and sintered structures were characterized regarding the total porosity and average pore size, compressive strength and elastic modulus. The evolution of the microstructure was evaluated by scanning electron microscopy. The porogenic action of Al(OH)3 on a calcined alumina matrix was proved and showed to depend on several factors, as content added, maximum sintering temperature and relationship between the grain size of the matrix and Al(OH)3. Variations in those parameters yielded structures of high porosity (higher than 50%) and resistance to compression fracture (above 10 MPa). The hydratable alumina used as a binder played a major role in the development of the microstructure of such materials, particularly at temperatures below 1000°C.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-10-02T14:43:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Antonio Cleiton Lopes da Silva.pdf: 4158609 bytes, checksum: df0a9c601a830a898dc186dd5c7baec7 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-02T20:01:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Antonio Cleiton Lopes da Silva.pdf: 4158609 bytes, checksum: df0a9c601a830a898dc186dd5c7baec7 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-02T20:07:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Antonio Cleiton Lopes da Silva.pdf: 4158609 bytes, checksum: df0a9c601a830a898dc186dd5c7baec7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-02T20:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Antonio Cleiton Lopes da Silva.pdf: 4158609 bytes, checksum: df0a9c601a830a898dc186dd5c7baec7 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In mechanistic analysis, the complex modulus is a parameter of fundamental importance for the construction of constitutive models of the behavior of asphalt concrete. Among the more modern options for obtaining it, are the bending tests to four points, widespread in Europe. As an alternative to national evaluation of these parameters, in this study is carried out four-points bending tests to obtain the dynamic modulus and phase angle of the asphalt concrete, employing conditions representative of the Amazônia on the coarse aggregate and temperature on the road surface, with almost 60 ° C for many hours a day. As aggregate, against a regional shortage of stone material, we used the ASAC - Synthesized Calcined Clay Aggregate, promising material in front of plenty of raw materials and feasibility financial and technical. As a result of the tests, it has been found dynamic modulus and phase angle at different frequencies and temperatures. Master curves were constructed by applying the principle of time-temperature superposition and data fit to a phenomenological model representing the dynamic module by a continuous function. Furthermore, it was demonstrated that some imperfections recorded by the device in low loads are not only noise or errors but arise from interference of natural vibration of the beam. Finally, considering the local conditions of temperature and traffic, the dynamic module presented abrupt change, showing a drop of up to 93.3 % in value, in which the surface appears very susceptible to permanent deformation, recurring problem in pavements local asphalt. / Na análise mecanicista, o módulo complexo é um parâmetro de importância fundamental para construção de modelos constitutivos do comportamento do concreto asfáltico. Dentre as opções mais modernas para sua obtenção, encontram-se os testes de flexão a quatro pontos, amplamente difundidos pela Europa. Como alternativa nacional para avaliação desses parâmetros, no presente estudo realiza-se testes de flexão a quatro pontos para obtenção do módulo dinâmico e ângulo de fase do concreto asfáltico, empregando-se condições representativas da Amazônia no tocante ao agregado graúdo e temperatura, que na superfície dos pavimentos alcança quase 60°C por longas horas do dia. Como agregado graúdo, ante a escassez regional de material pétreo, utilizou-se o ASAC – Agregado Sinterizado de Argila Calcinada, material promissor diante da abundância de matéria prima e viabilidade financeira e técnica. Como resultado dos testes, obteve-se pontualmente o módulo dinâmico e ângulo de fase a diversas frequências e temperaturas. Construíram-se curvas mestras aplicando-se o princípio da superposição tempo-temperatura e ajustaram-se os dados a um modelo fenomenológico, representando-se o módulo dinâmico por uma função contínua. Além disso, demonstrou-se que algumas imperfeições registradas pelo equipamento em condições de baixas solicitações não são apenas ruídos ou erros, mas decorrem da interferência da vibração natural da viga. Por fim, consideradas as condições locais de temperatura e tráfego, o módulo dinâmico apresentou variações abruptas, apresentando queda de até 93,3% em seu valor, situação em que o pavimento apresenta-se muito suscetível a deformações permanentes, problema recorrente nos pavimentos asfálticos locais.