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

Atualmente, o aproveitamento de resíduos na construção civil tem sido estimulado devido essa atividade ser um dos maiores consumidores de materiais naturais em seus processos e produtos. As cinzas agroindustriais ocupam lugar de destaque dentre os resíduos com possibilidades de aplicação em materiais cimentícios, pois algumas, como a cinza da casca do arroz, apresentam propriedades pozolânicas, contribuindo para a redução do consumo de cimento Portland. Nesse sentido, esta pesquisa teve como objetivo principal a avaliação da viabilidade técnica do uso de cinza agroindustriais em matrizes de cimento Portland, tendo como estudo de caso a cinza da casca da castanha de caju (CCCC). As cascas das castanhas de caju, resíduos da produção das castanhas, são incorporadas novamente ao processo, e, nas caldeiras, irão gerar calor para a decorticação de novas castanhas. A CCCC é o resíduo colhido no fundo da grelha das caldeiras, resultante da queima das cascas de castanhas. Atualmente, esse resíduo é utilizado como adubo em plantações de caju, sendo uma pequena parte destinada à aterros sanitários comuns. Foram realizados ensaios para avaliar a composição físico-química da CCCC; analisar o potencial pozolânico; analisar a retração por secagem e da profundidade de carbonatação de argamassas confeccionados com CCCC; e determinar a capacidade de estabilização/solidificação da CCCC pela matriz cimentícia. A partir dos resultados, pode-se apontar como características principais da CCCC: i) não apresentar potencial pozolânico; ii) favorecer a incorporação de ar em matrizes cimentícias; iii) ocasionar solubilidade de metais pesados e Fenol quando no estado in natura; iv) contribuir para o aumento da retração por secagem e da carbonatação em argamassas; v) liberar Cromo e Sódio mesmo quando estabilizada/solidificada em pastas em teores de até 10% de substituição. Por essas considerações, a CCCC não apresentou viabilidade técnica para uso em matrizes cimentícias. / Nowadays, the use of wastes on civil building has been stimulated for it to be one of most consumers of raw materials in their processes and products. The agroindustrial ashes have a prominent place among the wastes with possibilities of application in cementitious materials, because some ashes, such rice husk ash, have pozzolanic activity, and they contribute to reduce the Portland cement consumption. This work aimed to study the evaluation of technical feasibility of the agroindustrial ashes for use in Portland cement matrices, using the ash of the rind of the cashew nut (ARCN) as case study. The rinds of cashew nut (wastes of nuts\' production) are burned again during the heating process, and in boilers, they will generate heat for shelling other nuts. The ARCN is the waste collected from the boiler grid, resulted from burning of the rind of nuts. This waste is used as compostes in plantings of cashew and a little part of it is dumped in landfill sites. Tests were made for evaluation of physico-chemical composition of ARCN; for analyse of pozzolanic activity; for analyse of drying shrinkage and carbonation in mortars made with ARCN; and the analyse of the stabilization/solidification of ARCN in pastes. After the analyse of results, it may be pointed as main features of ARCN: i) not show pozzolanic activity; ii) to promote air entrainment in cementitious matrices; iii) to cause heavy metals and Phenol solubilization as in raw state; iv) to increase the drying shrinkage and carbonation in mortars; and, v) to let out Chrome and Sodium when stabilizated/solidificated in pastes in levels of replacement until 10%. For all these considerations, the ARCN haven\'t showed technical feasibility for use in cementitious matrices.

A casca da castanha de caju (CCC), um resíduo agrícola da produção de castanha, proveniente da região nordeste do Brasil foi caracterizada e submetida ao processo de pirólise lenta. As propriedades do bio-carrvão, do bio-óleo e dos gases produzidos foram investigados e potenciais aplicações foram propostas. A CCC foi caracterizada pela seguintes técnicas: análise elementar CHNS, umidade total, conteúdo de cinzas, matérias voláteis, poder calorífico superior e por análise termogravimétrica. A análise termogravimétrica sob fluxo de nitrogênio mostrou que a decomposição é dominada pela degradação da hemicelulose e celulose na faixa de 250 a 350oC e pela decomposição da lignina na faixa de 400 a 500oC. Na presença de ar, o perfil de degradação é semelhante, porém observa-se uma maior degradação da lignina. A pirólise lenta da casca da castanha de caju foi realizada em um reator tipo batelada aquecido por chama ar-GLP sob diferentes fluxos (mL min-1) de nitrogênio ou ar. O sólido obtido (bio-carvão), líquido (fase aquosa + bio-óleo) e a fase gás foram quantificados e caracterizados por diferentes técnicas. Os experimentos realizados sob fluxo de nitrogênio apresentaram um rendimento de cerca de 30, 40 e 30% em massa paras as fases sólido, líquida e gás, respectivamente. Sob fluxo de ar ocorreu uma diminuição no rendimento da fase líquida, principalmente na produção de bio-óleo, e um aumento da fase gás. Os bio-carvões produzidos apresentaram elevados teores de carbono, na faixa de 70-75% em massa, poder calorífico na faixa de 25 a 28 MJ kg-1, características de carbono amorfo, sem morfologias definidas e ausência de poros. Os espectros FTIR de bio-óleos produzidos sob fluxo de nitrogênio apresentaram um aumento da intensidade relativa das bandas cerca de 1700 cm-1 (ν C=O) e 1230 cm-1 (ν C-O) em comparação com os produzidos sob fluxo de ar, o que sugere a presença de grandes quantidades de compostos oxigenados de carbono, como aldeídos, cetonas e ácidos carboxílicos. As análises das fases gás mostraram a predominância de CO2 e CO a temperaturas inferiores a 400ºC e a formação preferencial de H2 acima desta temperatura. / Cashew nut shell (CNS), an agricultural waste of cashew nut production, from northeast region of Brazil was characterized and slow pyrolyzed. The properties of char, bio-oil and gases products were investigated and potential applications were proposed. CNS was characterized by the following analyses: CHNS, total moisture, ash content, volatile matter, high heating value and thermogravimetric analysis. The thermogravimetric analysis under nitrogen flow showed that the decomposition is dominated by the degradation of hemicellulose and cellulose in the range from 250 to 350oC and the decomposition of lignin in the range of 400 to 500oC. In the presence of air, the degradation profile is similar; however the decomposition of lignin increases. Slow pyrolysis of cashew nut shell was carried out in batch-type reactor heated by a combustion flame (air + GLP) under different nitrogen and air flow rates. The resulting solid (char), liquid (water + bio-oil) and gas phases were characterized and quantified. The experiments performed under nitrogen showed a yield of solid, liquid and gas phases of about 30, 40 and 30wt%, respectively. Under air the yield of liquid phase was reduced, primarily the bio-oil yield; production of the gas phase was, in turn, increased. The produced biochars had high carbon contents in the range of 70-80 wt%, high heating values in the range of 25-28 MJ Kg-1 and characteristics of amorphous carbons without defined morphology and the absence of pores. The FTIR spectra of bio-oils produced under nitrogen flow showed an increase of the relative intensity of the bands around 1700 cm-1 (ν C = O) and 1230 cm-1 (ν C-O) in comparison with those produced under air flow which suggests the presence of large amounts of oxygenated carbon compounds such as aldehydes, ketones and carboxylic acids. The analysis of gas phases showed the predominance of CO2 and CO at temperatures lower than 400oC and the preferential formation of H2 above this temperature.

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

A oxidação lipídica é uma das principais reações de deterioração em alimentos, provocando perdas em qualidade e valor nutricional. Para evitar este problema a indústria utiliza antioxidantes, substâncias capazes de retardar essas reações. Os compostos fenólicos constituem-se na principal substância antioxidante utilizada e encontrada em alimentos, sendo que estes podem estar presentes em várias matérias primas vegetais e em resíduos agroindustriais, desprezados pela indústria. O objetivo do presente trabalho foi estudar as condições de extração de compostos fenólicos de frutos de acerola (Malpighia emarginata), borra de café (Coffea arabica) e casca de lichia (Litchi chinensis), bem como avaliar sua atividade antioxidante in vitro e sua aplicação em emulsões. Para extração dos compostos fenólicos foi aplicada a metodologia de superfícies resposta, visando a definição da melhor combinação de variáveis (concentração de etanol, temperatura e tempo) para a máxima recuperação de compostos fenólicos. A avaliação da atividade antioxidante se deu pela estabilização do radical DPPH e estudo da cinética da reação em comparação ao antioxidante sintético TBHQ. Além disso, foi avaliada a atividade antioxidante dos extratos adicionados a emulsões em diferentes concentrações (50 a 200 mg.kg-1), submetidas a teste acelerado de oxidação. O estudo das condições de extração evidenciou que os compostos fenólicos de cada matriz devem ser extraídos em condições distintas. Extratos de frutos de acerola apresentaram o maior teor de compostos fenólicos totais quando foi utilizada apenas água como solvente (175,87 mg GAE.g-1), seguido pelos extratos de borra de café e de casca de lichia extraídos com soluções etanólicas (26,37 e 25,87 mg GAE.g-1 respectivamente). O estudo da cinética de estabilização do radical DPPH demonstrou que o extrato de acerola foi o mais eficiente, seguido pelos extratos de casca de lichia e de borra de café (650,53; 43,09 e 38,74 de TEAC, respectivamente). O estudo de aplicação dos extratos em sistema modelo, com acompanhamento da oxidação por meio da determinação de hidroperóxidos formados (mmol.kg-1), indicou que somente o extrato de acerola, em todas as concentrações utilizadas, apresentou efeito comparável ao TBHQ. Os extratos de casca de lichia e de borra de café, em qualquer concentração utilizada, não apresentaram a mesma proteção à oxidação lipídica. Com os resultados obtidos pode-se concluir que cada matriz se comporta de uma forma na extração de compostos fenólicos, e daí vem a necessidade de se realizar estudo das condições de preparo dos extratos para cada amostra. O extrato de acerola se mostrou o mais eficiente, tanto na cinética de estabilização do radical DPPH quanto na inibição da oxidação no sistema lipídico estudado. No entanto mais trabalhos são necessários para avaliar diferentes sistemas de oxidação, bem como estudos toxicológicos para garantir níveis seguros de consumo. / The oxidation is one of major deterioration in food lipids, causing losses in quality and nutritional value. To avoid this, antioxidants are used and the phenolic compounds are the main component of antioxidant applied and presented in foods, and also may be present in agroindustrial residues, usually discarded by the industry. The objective of this study was to identify ideal conditions to extract phenolic compounds from acerola fruits (Malpighia emarginata), coffee grounds (Coffea arabica) and lychee skins (Litchi chinensis) by means of surface response methodology (RSM), evaluation of antioxidant activity of extracts in in vitro essays, application of selected extracts in emulsions systems during accelerated test. The response surface methodology was applied to each material in order to identify the effects of temperature, ethanol concentration and time in extraction processes. Antioxidant activity by DPPH stabilization and its kinectis evaluation were performed and compared to TBHQ. Furthermore, selected extracts (50 to 200 mg.kg-1) were added in emulsion system and subject to accelerated oxidation test. RSM have shown that phenolic compounds of each material are extractable in different conditions. Acerola fruits aqueous extracts present maximum phenolic content (175.87 mg GAE.g-1) and the higher DPPH antioxidant activity, followed by coffee grounds and lychee skins extracts (26.37 and 25.87 mg GAE.g-1). Acerola extracts also presented the best stabilization of DPPH in kinetic study, with results comparable to the TBHQ effect (650.53 TEAC). Acerola extract added to the emulsion showed a good antioxidant effect in all concentrations during accelerated test, resulting in final oxidation levels (mmol hydroperoxides kg-1) comparable to TBHQ in the same concentration. Coffee grounds and lychee skins extracts were not efficient in avoid hydroperoxides increasing. Results showed the importance of studying extractions conditions for each material. Acerola extract showed the most efficient antioxidant activity both in DPPH kinetics DPPH stabilization and inhibition of lipid oxidation in the system studied. However, further work is needed to evaluate different oxidation systems, as well as toxicological studies to ensure safe levels of consumption.

Os painéis à base de madeira vêm sendo amplamente utilizados em todo o mundo, em resposta à redução de oferta de madeira maciça em diversos segmentos da indústria madeireira, como em móveis, painéis, estruturas e outros componentes na construção civil. O grande volume de resíduos gerados pela agroindústria viabiliza o desenvolvimento de materiais alternativos e sustentáveis, destacando-se os painéis de partículas. Este trabalho apresenta um estudo da produção e avaliação de painéis de partículas de Eucalyptus grandis e casca de aveia, aderidas sob pressão com dois tipos de resinas (poliuretana à base de mamona e ureia formaldeído). O desempenho físico-mecânico dos painéis produzidos foi avaliado com base na ABNT NBR 14810:2006. Por meio de análise de variância (ANOVA), avaliou-se a influência dos fatores adotados: madeira de Eucalyptus grandis, com proporções mássicas de 70, 85 e 100%; casca de aveia, nas proporções de 15, 30 e 100%; e adesivos, nas proporções de 10, 12 e 14%, bem como a combinação entre ambos, em cada uma das variáveis respostas (propriedades físico-mecânicas) avaliadas. Os resultados apontaram excelentes propriedades físico-mecânicas, em alguns casos muito superiores aos requisitos estipulados pelas normas nacionais e internacionais. Desta maneira, ficou comprovado o bom desempenho dos painéis de partículas produzidos, além de sua compatibilidade para aplicações em indústrias, como de móveis, painéis, embalagens e na construção civil. / Wood-based panels have been widely used around the world, replacing solid wood in various segments of the industry, such as furniture, panels, structures and other building components. The large volume of waste generated by agro industry enables the development of alternative and sustainable materials, highlighting the particleboard. This paper presents a study about production and evaluation of particleboard of Eucalyptus grandis and oat hulls, bonded under pressure with two types of resins (polyurethane based on castor oil and urea formaldehyde). Physical-mechanical performance of the panels produced was evaluated based on ABNT NBR 14810:2006. A variance analysis (ANOVA) evaluated the factors influence: Eucalyptus grandis, with mass ratios of 70, 85 and 100%; oat hulls, in proportions of 15, 30 and 100%; adhesives, in proportions of 10, 12 and 14%, and the combination of both, in each of the response variables (physical and mechanical properties) evaluated. Results showed excellent physical-mechanical properties, in some cases much higher than national and international codes requirements. Thus, panel particles good performance was proved, in addition to its compatibility with applications in wood industries, such as furniture, panels, packaging and in building construction.

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

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-06-27T00:47:04Z No. of bitstreams: 1 MarianaBattisti.pdf: 4940838 bytes, checksum: da6b432c65c732aae6b2315e828e6836 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-27T00:47:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarianaBattisti.pdf: 4940838 bytes, checksum: da6b432c65c732aae6b2315e828e6836 (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O concreto é o material de construção mais empregado no mundo, consumindo grandes volumes de recursos naturais não renováveis, além da obtenção de matérias primas para sua produção causar grandes impactos ambientais. Deficiências do concreto relativas às propriedades de durabilidade podem diminuir a vida útil das estruturas, gerando resíduos precocemente, ou então necessitando de intervenções não previstas. A incorporação de agregados reciclados de concreto na produção de concreto vem sendo proposto como substituição parcial do agregado natural. No entanto, seu emprego pode aumentar a porosidade do concreto e diminuir sua durabilidade. A utilização de cinza de casca de arroz pode trazer melhorias nas propriedades dos concretos, principalmente quando se refere à penetração de íons cloreto e às propriedades mecânicas. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da cinza de casca de arroz na penetração de íons cloreto em concretos com agregado reciclado de concreto. Foram produzidos concretos com 0; 25 e 50% de agregado reciclado em substituição ao agregado natural; 0; 10 e 20% de substituição de cimento por cinza de casca de arroz; e relações água/aglomerante iguais a 0,42, 0,53 e 0,64. A resistência à compressão foi analisada aos 7, 28, 63 e 91 dias. Os ensaios de durabilidade englobaram os ensaios de absorção de água por capilaridade e dois métodos acelerados de penetração de íons cloretos: ASTM C1202 e NT Build 492, comumente empregados em pesquisas científicas. Os resultados mostram, em média, que a cinza de casca de arroz trouxe benefícios ao concreto com agregado reciclado de concreto em todas as propriedades estudadas. O comportamento observado pode ser atribuído a uma possível interação entre o agregado reciclado e o emprego da cinza de casca de arroz, em decorrência de uma reação pozolânica da cinza com produtos de hidratação da pasta do agregado reciclado e a um efeito microfíler da mesma nos poros deste agregado. O melhor desempenho foi obtido com concreto produzido com 50% de agregado reciclado de concreto e 20% de cinza de casca de arroz, com um aumento médio da resistência à penetração de íons cloreto de 91% pela ASTM C1202 e 64% pelo NT Build 492, em relação aos concretos de mesmo teor de agregado reciclado e sem cinza de casca de arroz. / The durability of building materials is emphasized when it searches to maintain the useful life of the construction design or extend it. Corrosion reinforcement in concrete is among one major problem that affects the constructions throughout the world. Chloride ion is one of the agents that can induce the corrosion reinforcement in concrete. For this reason, research about the durability of construction materials in severe environments gained space in the scientific community. The use of recycled concrete aggregate as replacement of natural aggregate has been studied to solve the question about non-renewable raw materials. But, these recycled waste as aggregate can increase the concrete porosity and reduce its durability. The rice husk ash has been employed as supplementary material in Portland cement concrete to get a more sustainable concrete and improve its durability, mainly related to chloride ingress. The aim of this research was to study the influence of rice husk ash on the chloride penetration in concrete made with recycled concrete aggregate. The natural coarse aggregates were replaced by recycled concrete aggregates in amounts of 0; 25 and 50%. The rice husk ash was employed as replacement of Portland cement in 0; 10 and 20%. Three water/binder ratios were used in concrete production: 0.42, 0.53 and 0.64. The compressive strength tests were conducted at 7, 28, 63 and 91 days age. The concrete resistance to chloride ingress was tested by the ASTM C1202 test method and by the NT Build 492 test method. The results of all studied properties showed that the use of rice husk ash can improve the concrete resistance against chloride ingress in concrete made with recycled concrete aggregate. This behavior can be attributed to the reduction of the porosity of recycled concrete aggregate due to interaction of rice husk ash with the calcium hydroxide of this aggregate as well as due to micro filler effect. The best performance was obtained in concrete with 50% of recycled concrete aggregate and 20% of rice husk ash. The resistance against chloride ingress in relation to the same concrete without rice husk ash was increased 91% in average when tested by ASTM C1202, and 64% when tested by NT Build 492.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-06T13:37:21Z No. of bitstreams: 1 Joice Brochier Schneider.pdf: 4213539 bytes, checksum: 49fa8f402cb598050e77b581c7d7d449 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T13:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joice Brochier Schneider.pdf: 4213539 bytes, checksum: 49fa8f402cb598050e77b581c7d7d449 (MD5) Previous issue date: 2012-08-21 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Projeconsult Engenharia Ltda. / A ideia de se transformar resíduos em matéria prima tem produzido esforços no sentido de estudá-los e qualificá-los, já que o aproveitamento integral de resíduos é uma necessidade cada vez maior na indústria moderna, principalmente pela crescente escassez de recursos naturais não renováveis e a necessidade de preservação e recuperação do meio ambiente. O resíduo cinza de casca de arroz (CCA), resultante da queima da casca de arroz para geração de energia, vem sendo utilizado em diversos ramos industriais. Destaca-se sua aplicação na construção civil e também como material adsorvente. A CCA utilizada neste trabalho está misturada com carvão ativado (CA). Esta mistura é proveniente de filtros de adsorção de sistemas de remediação de áreas degradadas com hidrocarbonetos de petróleo. Com isto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a solidificação/estabilização de hidrocarbonetos de petróleo, em especial, benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX), contidos no adsorvente composto por CCA e CA, em matriz de cimento Portland. Para tal, foram confeccionadas argamassas com substituição do agregado natural, em volume, pelos seguintes materiais: resíduo, nos teores de 10% e 30%, adsorvente CCA/CA in natura no teor de 30% e adsorvente CA in natura, também no teor de 30%. Essas argamassas foram caracterizadas ambientalmente, através dos ensaios descritos nas Normas Brasileiras. Analisou-se também a influência dessa substituição, através da determinação de propriedades no estado fresco (evolução da temperatura semi-adiabática de hidratação, penetração de cone e tempo de pega), de propriedades mecânicas (resistência à tração na flexão e à compressão) e caracterização dos produtos de hidratação através das técnicas de difração de Raio-X e espectroscopia de infravermelho. A argamassa RESÍDUO 10% atingiu a maior temperatura e menor tempo entre o início e fim da evolução da temperatura devido à hidratação. Já a argamassa RESÍDUO 30%, ao contrário, apresentou o maior tempo, fato justificado pela ação do óleo, presente no resíduo incorporado, que impediu, em parte, a passagem da água, retardando o processo de hidratação. Todas as argamassas, em relação a REFERÊNCIA, apresentaram menor consistência, na penetração de cone, e menor tempo de início e fim de pega. Resultados estes que corroboram, para as argamassas RESÍDUO 10%, CCA/CA 30% e CA 30% com a evolução da temperatura semi-adiabática da temperatura. A incorporação do resíduo não interferiu na formação dos compostos de hidratação do cimento, porém, a hidratação, conforme os resultados obtidos na evolução da temperatura semi-adiabática, ocorreu mais lentamente com a substituição de 30% da areia natural pelo resíduo. Os resultados da espectroscopia de infravermelho sugerem a presença BTEX nas argamassas RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10%. Carbonatos e silicatos também foram identificados em todas as argamassas. Quanto aos resultados de resistência mecânica, observou-se, na resistência à tração na flexão, que a diferença entre o maior e menor desempenho, entre as argamassas REFERÊNCIA, RESÍDUO 10% e RESÍDUO 30%, foi de 8,9% e 5,6% para 7 e 21 dias, respectivamente. Já na resistência à compressão, aos 7 dias, os resultados obtidos das argamassas RESÍDUO 10% e RESÍDUO 30% foram superiores ao de REFERÊNCIA. Aos 21 dias, a REFERÊNCIA apresentou o melhor desempenho, 31,7% e 52,5% superior à argamassa RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10%, respectivamente. Com os resultados de resistência mecânica obtidos, não foi possível avaliar a melhoria de desempenho com relação à idade. Porém, observou-se que a contaminação presente contribuiu para a resistência das argamassas, quando comparadas a CCA/CA 30%. Logo, sugere-se que a presença do contaminante possivelmente contribuiu quanto à aderência entre as partículas da mistura. Na caracterização ambiental, as argamassas confeccionadas foram classificadas como Classe II A, resíduo não perigoso, não inerte. A análise do extrato lixiviado e solubilizado das argamassas RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10% não identificou a presença de hidrocarbonetos de petróleo. Estes resultados, associados à espectroscopia de infravermelho, às propriedades mecânicas bem como ao odor característico dos corpos de prova, confirmam a s/s do contaminante na matriz de cimento Portland. Este resultado positivo representa um avanço na busca da viabilidade de se empregar o resíduo CCA/CA contaminado com hidrocarbonetos de petróleo, direta ou indiretamente, para algum fim comercial. / The idea of turning waste into raw material has made efforts to study them and qualify them as the full utilization of waste is an increasing need in modern industry, mainly by increasing scarcity of non-renewable natural resources and need for preservation and restoration of the environment. The residue of rice husk ash (RHA), resulting from the burning of rice husk for power generation, has been used in various industries. We highlight its application in construction and as adsorbent material. The CCA used in this work is mixed with activated carbon (AC). This mixture is from adsorption filter remediation systems of degraded with petroleum hydrocarbons. With this, the objective of this study was to evaluate the solidification / stabilization of petroleum hydrocarbons, in particular benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX), composed of adsorbent contained in CCA and CA, in Portland cement matrix. To this end, mortars were prepared with substitution of natural aggregate, by volume, of the following materials: residue, content of 10% and 30%, adsorbent CCA / CA in natura content of 30% and CA adsorbent in nature, also the content 30%. These environmentally mortars were characterized by the tests described in the Brazilian Standards. It was also analyzed the influence of substitution by determining the properties in the fresh state (temperature evolution semi-adiabatic hydration, penetration cone and setting time), mechanical properties (tensile strength in bending and compression), and characterization of the hydration products through the techniques of X-ray diffraction and infrared spectroscopy. The mortar RESIDUE 10% reached the highest temperature and shortest time between the beginning and end of the temperature due to hydration. Already 30% RESIDUE mortar, instead, showed the greatest time, which may be explained by the action of the oil present in the residue incorporated, which prevented partly the passage of water, slowing the hydration process. All mortars, for the reference, showed less consistency, cone penetration, and shorter start and end of the handle. These results corroborate that, for mortars RESIDUE 10% CCA/CA 30% CA and 30% with the temperature evolution of the semi-adiabatic temperature. The incorporation of the residue did not affect the formation of the compounds of the cement hydration, however, hydration, as the results in the evolution of semi-adiabatic temperature, was slower by replacing 30% of the natural sand residue. The results of infrared spectroscopy suggests the presence BTEX in mortars RESIDUE RESIDUE 30% and 10%. Silicates and carbonates have also been identified in all mortars. Regarding the results of mechanical strength was observed in tensile strength in bending, the difference between the highest and lowest performance among REFERENCE mortars, 10% Residue and Residue 30%, was 8.9% and 5 6% for 7 and 21 days, respectively. In the compressive strength after 7 days, the results of mortar RESIDUE RESIDUE 10% and 30% were higher than the reference. At 21 days, the REFERENCE showed the best performance, 31.7% and 52.5% higher than the mortar WASTE WASTE 30% and 10%, respectively. With the results obtained from mechanical strength, it was not possible to evaluate the performance improvement with respect to age. However, it was observed that this contributed to the contamination resistance of mortars, compared to CCA / CA 30%. Therefore, it is suggested that the presence of the contaminant as possibly contributing to adhesion between the particles of the mixture. In characterizing environmental mortars made were classified as Class II, non-hazardous waste, not inert. The analysis of the extract solubilized and leached mortar WASTE WASTE 30% and 10% failed 17 to identify the presence of petroleum hydrocarbons. These results, combined with the infrared spectroscopy, the mechanical properties and the odor of the specimens, confirm / s of the contaminant in the matrix of Portland cement. This result represents a breakthrough in the search for feasibility of employing the waste CCA/CA contaminated with petroleum hydrocarbons, directly or indirectly, for any commercial purpose.

Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-07-06T15:37:46Z No. of bitstreams: 1 rodrigolopes.pdf: 21125321 bytes, checksum: 0fdb278a4cd66809937deac4037493f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T15:37:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigolopes.pdf: 21125321 bytes, checksum: 0fdb278a4cd66809937deac4037493f0 (MD5) Previous issue date: 2014-05-06 / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A indústria da produção de cimento Portland é umas das que mais gera CO2 no mundo. É iminente a procura por alternativas com adição de subprodutos ou coprodutos na fabricação do cimento a fim de minimizar o impacto ambiental negativo da produção do cimento. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar algumas propriedades relacionadas à aderência e a influência da substituição de cimento por cinza de casca de arroz (CCA) em sistemas de revestimento de argamassa, em função da porosidade dos substratos empregados. O emprego de materiais cujas características nos substratos são diversas, seja por sua porosidade ou rugosidade, carece de pesquisas quanto ao preparo desses substratos. Neste trabalho foram produzidos substratos em cerâmica com sinterizações de 750, 900 e 1000 °C, em que o processo proporcionou rugosidades e porosidades distintas. Sobre os blocos foram aplicadas argamassas de chapisco no traço 1:3, com teores de 5% e 10% (em volume) de cinza de casca de arroz proveniente do processo de queima por leito fluidizado. Da mesma forma, foram aplicadas argamassas de revestimento com traço 1:1:6 sobre os blocos chapiscados. As argamassas foram caracterizadas nos estados fresco e endurecido. Os métodos de aplicação das argamassas (chapisco e revestimento) foram realizados buscando a minimização da influência da mão de obra. Para análise das propriedades de aderência dos chapiscos foram empregados métodos diretos e indiretos para estimar a porosidade dos substratos. Paralelamente, investigou-se a relação entre a rugosidade das faces dos substratos e a aderência das argamassas de preparo. Observou-se nesta pesquisa, dada à complexidade do fenômeno de aderência, que as propriedades de porosidade dos substratos sobrepõem-se à rugosidade das faces. O uso da cinza de casca de arroz tende a apresentar benefícios somente quando empregada sobre bases pouco porosas. / The Portland cement manufacturing industry is one of greatest CO2 generators in the world. It is latent the demand for alternatives with added co-products or by-products in cement in order to minimize the negative environmental impact of cement production. In this context, this work aims to evaluate the performance and the influence of the replacement of cement by rice husk ash (RHA) in mortar coating systems, linked with the porosity of the substrates employed. The materials used on substrates have several characteristics, either their porosity or rugosity, lack of research on the preparation of these substrates. In this work were produced masonry bricks with different sintering degrees. The work deals with the performance of mortar coating systems on ceramic substrates and concrete. Therefore, it will produce ceramic plates with different sintering degrees (750, 900 and 1000 °C). This process provides distinct roughness and porosity. Over the bricks were applied roughcast mortar (1:3 blend), with levels of 5% and 10% (by volume) of rice husk ash from the burning fluidized bed process. Similarly, mortar coating (1:1:6 blend) were applied on roughcasting bricks. The mortars were characterized in fresh and hardened states. The mortars (roughcast and mortar coating) application methods were conducted to minimize the labor influence. For analysis of roughcast mortars adhesion properties were tested direct and indirect methods to estimate the bricks porosity. In parallel, it were investigated the relationship between the brick roughness surfaces and the roughcast adhesion. It was observed in this study, as the complexity of the adhesion phenomenon, that the properties of brick porosity overlap the brick roughness. The rice husk ash tends to improve adhesion only when used on slightly porous brick.