O presente trabalho avaliou o comportamento hidráulico e reativo de um solo argiloso compactado na energia proctor modificada, com adição de cimento Portland, para fins de aplicação em barreiras impermeáveis de fundo em aterros de resíduos sólidos industriais e de mineração, quando submetido à ação de carga estática de resíduos e em contato com lixiviado ácido enriquecido com os metais cádmio e chumbo. Um Latossolo argiloso residual da cidade de Passo Fundo - RS foi utilizado para moldagem de corpos de prova. A adição de cimento nas proporções de 0% a 2% teve como objetivo melhorar as condições reativas da barreira. Para verificação do comportamento hidráulico foram executados ensaios de condutividade hidráulica. O comportamento reativo foi avaliado por meio de ensaios de difusão, os quais foram realizados com aplicação de carga estática variável (0 kPa a 500 kPa). Soluções contaminantes contendo respectivamente 10 mg/L de cádmio e 10 mg/L de chumbo foram elaboradas com pH variando na faixa de 1 a 6. A partir de ensaio de difusão foram determinados o fator de retardamento (Rd), o coeficiente de distribuição (Kd) e o coeficiente de difusão efetiva (D*), para cada combinação de pH, % cimento e carga estática aplicada. Os resultados obtidos para a mistura compactada investigada indicaram um baixo coeficiente de condutividade hidráulica (<10-9 m/s) e valores que sofreram redução com o acréscimo de cimento. Em relação ao comportamento reativo, os valores de Rd e Kd sofreram incrementos, principalmente com o aumento do pH da solução contaminante, evidenciando o aumento da retenção dos metais. O D* não sofreu influência para os ensaios com Cd e sofreu redução devido à intensa precipitação química em solução que ocorreu devido ao acréscimo de cimento nos ensaios com Pb. A ação conjunta do aumento do pH e da adição de cimento à barreira ocasionou a maior ocorrência de reações de precipitação na barreira, do que reações de adsorção, o que não foi favorável porque possibilita que o contaminante permaneça em solução e possa ser solubilizado em presença de meio ácido. Nesse sentido, a condição que se apresentou mais favorável para o projeto de uma barreira impermeável e reativa foi de 0% de cimento para Pb e 1% de cimento para Cd, as quais desencadearam maiores os valores de Rd e Kd, considerando o contaminante na sua condição mais ácida (pH 1). Em relação à magnitude dos parâmetros Rd e Kd, Pb apresentou maiores valores do que Cd, indicando menor mobilidade. / This study evaluated the hydraulic and reactive behavior of a clayey soil compacted at modified energy proctor, with and without the addition of Portland cement, aiming at its use as containment barriers for industrial and mining solid waste disposal facilities, when subjected to the action of a static load simulating the solid waste mass and to an acid leachate enriched with metals cadmium and lead. A clayey residual Oxisol from Passo Fundo - RS was used for molding specimens. The cement addition in the proportions of 0% to 2% aimed to improve the reactive potential of barrier. Tests of hydraulic conductivity were performed to investigate the hydraulic behavior. The reactive behavior was evaluated through diffusion tests which were conducted with variable static load (0 kPa to 500 kPa). Contaminant solutions were prepared with pH varying from 1 to 6 and 10 mg/L, for both cadmium and lead. The retardation factor (Rd), the distribution coefficient (Kd) and the effective diffusion coefficient (D*) were determined for each combination of pH, % cement and static load. The results obtained showed a low hydraulic conductivity coefficient (<10-9 m/s) and values that decreased with the increasing cement content. Regarding the reactive behavior, the values of Kd and Rd increased mainly with the pH solution increment, causing the increase of metals retention. D* was not affected in the tests with Cd, but was reduced in the tests with Pb, probably by the intense chemical precipitation that occurred due to the cement addition. The combined action of increasing both the pH and the cement addition caused a higher level of precipitation reactions, which allows the contaminant to remain in solution and be solubilized in acid environment. In this sense, the condition which was most favorable for the design of an reactive and impermeable barrier was 0% cement for Pb and 1% cement for Cd, which provided the highest Rd and Kd values, considering the contaminant at its most acidic condition. Regarding the parameters Rd and Kd magnitudes, Pb showed higher values than Cd, indicating less mobility.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2428.pdf: 6914695 bytes, checksum: dcfbcf149510425af36b572daf84a14b (MD5) Previous issue date: 2009-05-15 / Universidade Federal de Sao Carlos / The purpose of this study was to examine the major environmental concern for the large volume of toxic wastes generated by industries of tanneries and the search for a technological solution for the treatment of this waste. The attempt to tie the chromium ion present on residue, shave chrome leather, was used in three steps. In the first step, solutions were prepared with different pHs (acidic, neutral, and basic) and concentrations of residue, obtaining the solution called waste treated . In the second stage, cement pastes were obtained by mixture of the cement Portland, water, and addition of different proportions of waste treated (5 and 10% on the mass of cement). Normal test of consistency, workability, and the set time were applied on these pastes in its fresh state. Also, the pHs of the paste were evaluated to verify the influence of it on setting time. Finally, in the third stage, samples were prepared using mortar and after 28 days were physically characterized and tested for axial compressive strength. The most promising compositions were subjected for the structural characterization for analysis of the phases formed (DRX) and the microstructure (MEV / EDS). The results show that the reagents used for the pre-treatment of the residue are effective, but it causes some decrease of the mechanical strength of the mortar. The pHs of the waste treated do not modify that much on characteristic of the paste and mortar on the fresh and hardened state. It is expected that these results will contribute a solution to an environmental problem of a very important sector for Brazilian companies, which is industries of tannery for the production of leather. / A crescente preocupação com o meio ambiente em relação ao grande volume de resíduos tóxicos que são gerados pelas indústrias de curtumes e a busca por uma solução tecnológica para o tratamento destes resíduos são objetos deste estudo. O resíduo (serragem cromada ou raspa de couro) passou, durante a execução deste projeto por um tratamento químico, na tentativa de imobilização do íon cromo presente em uma matriz de cimento Portland. Na primeira etapa, foram preparadas soluções com diferentes pHs (ácido, neutro e básico), bem como concentrações de resíduo distintas para estes três meios, obtendo-se, assim, as soluções denominadas resíduo tratado . Numa segunda etapa, pastas cimentícias foram obtidas por meio da mistura do cimento Portland composto, água e adições de diferentes proporções de soluções de resíduo tratado (5 e 10% em relação à massa do cimento). Foi medido o pH das pastas no seu estado fresco e submetidas ao ensaio de consistência normal (trabalhabilidade) e de tempo de pega. Por fim, em uma terceira etapa, corpos-de-prova foram confeccionados utilizando-se argamassas, ou seja, misturas dos elementos que formam as pastas juntamente com o agregado fino (areia). Estes corpos-de-prova foram submetidos, após a idade de 28 dias, à caracterização física e ao ensaio de resistência mecânica à compressão axial. Para as composições mais promissoras foram realizados ensaios de caracterização estrutural, utilizandose as técnicas de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV) em conjunto com espectroscopia dispersiva de energia por raios X (EDS). Os resultados mostraram que os meios utilizados para o pré-tratamento do resíduo foram eficientes para a dissolução do material, mas interferem na resistência mecânica das argamassas. Os pHs das soluções químicas de resíduo tratado não influenciaram significativamente nas características das pastas e argamassas no estado fresco e endurecido. Dessa forma, esperou-se contribuir, de maneira científica e tecnológica, para um problema ambiental de um setor extremamente importante para o Brasil, que é a indústria de curtume para a produção de couro.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElementosPre-Textuais-01.pdf: 61543 bytes, checksum: 007b5cc1662f1099ff8cccc7a99ae23c (MD5) Previous issue date: 2006-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / It s known that foundry sand residue generates an onus due its management and final disposition. In order to minimize costs, many works have shown its technical and environmental viability as raw material in concrete/mortar production. Some of these works showed that the residue can modify the microstructures of cement paste, but none of them makes a deepened study of its influence in cement hydration. Therefore, the aim of this work was to investigate the influence of bentonite and coal powder, contained in foundry sand composition, in Portland cement hydration process. The raw materials were characterized through physical, thermal and microstructural analysis. It was performed samples of pure cement and samples of cement with the mixtures in weight: cement with 1 wt% of bentonite and 0.2 wt% of coal powder, cement with 15 wt% and 30 wt% of bentonite, cement with 15 wt% and 30 wt% of coal powder, cement with 7,5 wt% of bentonite plus 7,5 wt% of coal powder, and cement with 15 wt% of bentonite plus 15 wt% of coal powder. The materials were investigated by differential thermal analyses (DTA), termogravimetric analyses (TGA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) after 1, 3, 7, 14 and 28 days of cure in alkaline water. The total agingperiod included a cure of 24 hours in natural air before the cure in water. The results showed that the incorporation of bentonite and/or coal powder influenced the cement hydration reactions. The presence of bentonite in cement pastes provides the formation of hydrated silicates higher in Si/Ca ratio changing its stequiometry and improving its crystallization, i.e. crystallization of C-S-H phases. The dissolution of certain chemical elements present in the bentonite, as well as the dissolution of sulfur present in the coal powder, increases the nucleation and growth of ettringite crystals. The analysis, carried out on the samples, also showed that the coal powder is not completely dissolved in the cement paste in mixtures with concentrations equals or over 7.5 wt%, while for the bentonite there are evidences of its partial presence in the cement paste in mixtures with concentrations equals or over 15 wt%. / Alguns trabalhos já realizados com adição de areia de fundição em argamassas e concretos mostraram que a incorporação do resíduo pode modificar a microestrutura da pasta de cimento, mas nenhum deles faz um estudo mais aprofundado da influência do resíduo na hidratação do cimento. Portanto, este trabalho teve por objetivo investigar a influência da bentonita e do pó de carvão, presentes na composição da areia de fundição, no processo de hidratação do cimento Portland. As matérias-primas foram caracterizadas por meio de análises física, térmica e microestrutural. Foram feitos corpos-de-prova com cimento sem resíduo que foram tomados como referência (amostra padrão), e corpos-deprova com as seguintes concentrações em peso: cimento com 1 %p de bentonita mais 0,2 %p de pó de carvão, cimento com 15 %p e 30 %p de bentonita, cimento com 15 %p e 30 %p de pó de carvão, cimento com 7,5 %p de bentonita mais 7,5 %p de pó de carvão e 15 %p de bentonita mais 15 %p de pó de carvão. Os corpos-de-prova dos compósitos foram investigados por análise térmica diferencial (ATD), termogravimétria (TG), difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV) após 1, 3, 7, 14 e 28 dias de hidratação em água alcalina. A cura em água foi precedida por cura de 1 dia (24 horas) ao ar atmosférico em ambiente fechado. Da análise geral dos resultados pode-se constatar que a incorporação de bentonita e pó de carvão influenciaram na reação de hidratação do cimento. A presença da bentonita na pasta de cimento altera a relação Si/Ca influenciando na estequiometria dos silicatos hidratados e na cristalização das fases C-S-H. A dissolução de certos elementos químicos presentes na bentonita, assim como a dissolução do enxofre presente no pó de carvão, favorecem a formação de cristais de etringita. As análises realizadas também mostraram que o pó de carvão não se dissolve completamente a partir de 7,5 %p enquanto que para a bentonita têm-se evidências de sua presença parcial na pasta de cimento a partir de 15 %p.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1 Iniciais.pdf: 138155 bytes, checksum: cac6a699eb19e2acd3170263589eb487 (MD5) Previous issue date: 2007-11-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Slurries containing Portland cement concrete are generated from concrete mixer trucks and other concrete-coated equipment in concrete washout area. This work presents some of the results of an investigation on the possible applications of aggregates from recycled concrete mixer trucks waste (WCA) in concrete. The investigation was carried out using factorial design of experiments coupled with response surface methodology. For the study, the physical and mechanical properties of concrete produced with recycled aggregate were investigated and the results are presented. While experimenting with fresh and hardened concrete, mixtures were prepared using WCA as the replacement of natural fine aggregate at the level 10, 20 and 30 wt.% with water/cement ratios of 0.40, 0.50 and 0.60. The mixtures were cured for periods of 7 and 28 days. Properties of fresh recycled aggregate concrete were evaluated. The analyses of specific mass, and of the consistency index were carried out in the fresh concrete. The properties of hardened recycled aggregate concrete were examined: 7-day and 28-day compressive strength and water absorption were determined. The necessary data for establishing a mix proportion design and a quality control method were collected. Such statistical modeling is discussed against qualitative X-ray diffraction and microstructures of some selected samples, studied using SEM. Empirical equations, surfaces and contour plots for the physical-mechanical properties of fresh and hardened concrete were obtained via regression analysis. The consistency index decreased with the increase in the content of WCA. Specific mass obtained was lower than that of concrete with natural aggregate. A given 28-day compressive strength (32 MPa to 44 MPa) can be achieved at several water/cement ratios and replacement contents, thus producing an economical mixture concrete with recycled aggregate waste and lower natural aggregate content. The results from confirmation experiments validate the prediction from the statistical approach. XRD and SEM analyses results indicate the presence of quartz, calcite, ettringite, portlandite, and silicates in recycled concretes. / Este trabalho apresenta os resultados da investigação do uso de um resíduo proveniente de lamas de rejeitos de concreto (RLC) como parte do agregado miúdo na produção de concretos. As lamas são provenientes da lavação dos caminhões misturadores de concreto e outros equipamentos em central de concreto usinado. O estudo foi realizado adotando-se o projeto fatorial 32 acoplado com técnicas de metodologia de superfícies de resposta. Foram preparados concretos usando RLC em níveis de 10%, 20% e 30% (em massa), em substituição ao agregado miúdo natural, com os níveis de relação água/cimento de 0,40, de 0,50 e 0,60. As misturas foram curadas por períodos de 7 e 28 dias. Para o concreto com RLC no estado fresco foram avaliadas as propriedades massa específica e índice de consistência. As propriedades do concreto com RLC no estado endurecido avaliadas foram a resistência à compressão (7 e 28 dias) e absorção de água aos 28 dias. Os resultados obtidos através da metodologia estatística foram confrontados com as análises de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram obtidas equações empíricas, gráficos de superfície de resposta e de contorno para as propriedades físico-mecânicas do concreto com RLC no estado fresco e endurecido, por meio de análise de regressão. A consistência diminuiu paralelamente com o aumento da quantidade de RLC incorporado em substituição ao agregado natural. A massa específica do concreto contendo RLC foi menor do que no concreto sem RLC. Foi possível obter concretos com resistências à compressão aos 28 dias de 32 MPa a 44 MPa, para vários níveis de relação água/cimento e teores de substituição de RLC. Dessa forma, pode-se produzir um concreto econômico e ambientalmente viável, a partir da substituição dos agregados naturais por RLC nas dosagens estudadas. Os resultados dos ensaios de validação justificam o modelo estatístico adotado. As análises de DRX e de MEV indicaram a presença do quartzo, da calcita, da etringita, da portlandita, silicatos e porosidade em amostras de concretos selecionadas, de modo que foi possível relacionar as mesmas com a resistência à compressão

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 capitulo 1.pdf: 81212 bytes, checksum: 398d2f077993c0f8deb2f866421a0a86 (MD5) Previous issue date: 2007-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of fine residual fractions of crushing in concrete brings enviromental benefits through de minimization of the generation of residues and the optimization of mining processes, besides de reduction of impacts produced by the extraction of natural sand. The fine fractions can also offer economic advantages since the product is less valued than natural sand. This paper aims to point out the conventional concrete produced with quarry fine of gnaissic origin in partial replacement of natural sand. The aggregates were pointed out by normatized esays, optical microscopy and X-ray diffraction. The methodology for a concrete dosage was experimental and a normal trace was adopted related to consumption of cement. 144 cylindrical test bodies were produced, aiming to study the physics and mechanic properties and the microstructure of the concrete. To the analysis of the property resistance to compression a factorial planning with 2 factors was adopted. The factors adopted were the factor water/cement and quarry fines percentage, each one with 3 levels. According to the gotten results, it was verified that only the factor water/cement influenced in the results of resistance to compression. The specific mass values are in conformity to usual values to conventional concrete. It is possible to conclude that the use of quarry fines in conventional concrete is perfectly feasible in partial replacement. The results related to the physic and mechanic properties of the concrete with quarry fines didn t show meaningful differences related to the concrete with 100% of natural sand. / O uso das frações finas residuais de britagem no concreto traz benefícios ambientais através da minimização da geração de resíduos e da otimização de processos mineiros, além da redução dos impactos produzidos pela extração da areia natural. As frações finas também podem oferecer vantagens econômicas já que o produto é menos valorizado que a areia natural. Este trabalho tem por objetivo caracterizar o concreto convencional produzido com pó de pedra de origem gnáissica em substituição parcial a areia natural. Os agregados foram caracterizados por ensaios normatizados, microscopia ótica e difração de raios-x. A metodologia para a dosagem do concreto foi experimental e foi adotado um traço normal em relação ao consumo de cimento. Foram produzidos 144 corpos-de-prova cilíndricos, com o objetivo de estudar as propriedades físicas e mecânicas e a microestrutura do concreto. Para a análise da propriedade resistência à compressão foi adotado um planejamento fatorial com 2 fatores. Os fatores adotados foram o fator água/cimento e porcentagem de pó de pedra, cada um com 3 níveis. Diante dos resultados obtidos, verificou-se que apenas o fator água/cimento influenciou nos resultados de resistência à compressão. Os valores de massa específica estão em conformidade com os valores usuais para concreto convencional. É possível concluir que a utilização do pó de pedra no concreto convencional é perfeitamente viável em substituição parcial. Os resultados relacionados às propriedades físicas e mecânicas do concreto com pó de pedra não apresentaram diferenças significativas em relação ao concreto com 100% de areia natural.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAPA.pdf: 62757 bytes, checksum: b15e1147961cf5aa28c5346a0c9ffdcd (MD5) Previous issue date: 2007-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of this study was the viability analysis to incorporate textile wastes to the production process of the Portland cement clinker. The insertion of residues in the raw clinker mixture during the manufacturing cycle, called co-processing, is a technique normally used at the national cement industry. The residues proceeding from the textile effluent treatment plants, called textile sluge, are complex residues, with changeable compositions, in common having the form with they are stabilized, normally with the addition of lime and aluminum sulfate, additions which allow the flocculation and stabilization, but forming a great volume to be transferred to industrial landfills. In order to minimize the deposition of this sluge in the landfills, and searching for an alternative for its utilization, samples of a textile industry had been collected for analysis in order to characterize this material. These analyses had allowed verifying the compatibility between the chemical composition of the sluge and the raw material for the Portland cement clinker, thus confirming some previous studies of other researchers. Based on that sort of characteristics, there was made a manufacturing study of experimental clinkers, substituting the industrial raw mixture for textile sluge in weight percentages of 1%, 2%, 3% and 5%. The produced samples had been submitted to thermal treatments which were similar to the industrial clinker production process, but with some technical limitations due to the available equipment, such as the burning in a static oven and a slow cooling condition. The clinkers gotten by this process had been analyzed through scanning electron microscopy, optical microscopy, differential thermal analysis and x-ray fluorescence. Based on these analyses it was verified that the textile sluge addition in the raw material of the clinker does not modify significantly its final composition, that it brings a slight reduction of the clinkering temperature and therefore a small energy economy, suggesting a viable technical alternative for the destination of the textile industry wastes. / Neste estudo foi analisada a viabilidade da incorporação de resíduos de tinturarias têxteis ao processo de fabricação do clínquer de cimento Portland. A inserção de resíduos na mistura crua do clínquer, seguindo por todo o ciclo de fabricação, é chamada de coprocessamento, técnica esta bastante utilizada na indústria cimenteira nacional. Os resíduos provenientes das estações de tratamento de efluentes das tinturarias têxteis, aqui chamados de lodo têxtil, são resíduos complexos, com composições variáveis, tendo em comum a forma com que são estabilizados, normalmente com adição de cal e sulfato de alumínio, tais adições permitem a floculação e estabilização, porém agregam ao resíduo um grande volume a ser depositado em aterros industriais. Visando minimizar a deposição deste lodo nos aterros, e buscando uma alternativa para seu aproveitamento, foram coletadas amostras junto a uma indústria têxtil e efetuadas análises objetivando a caracterização deste material. A partir destas análises verificou-se a compatibilidade entre a composição química do lodo e da matéria-prima do clínquer de cimento Portland, confirmando-se assim alguns estudos anteriores de outros pesquisadores. Baseado em tais caracterizações, realizou-se o estudo através da fabricação de clínqueres experimentais, substituindo-se percentualmente em 1%, 2%, 3% e 5%, em peso, a mistura crua industrial por lodo têxtil. As amostras confeccionadas foram submetidas a tratamentos térmicos semelhantes aos do processo de clinquerização industrial, porém com algumas limitações técnicas devido aos equipamentos disponíveis, tais como a queima em forno estático e as condições de resfriamento lento. Os clínqueres formados foram analisados através de microscopia eletrônica de varredura, microscopia ótica, análise térmica diferencial e fluorescência de raios X, objetivando a verificação da sua composição química, morfologia e comportamento térmico. Tais análises permitiram verificar que a adição do lodo na mistura crua do clínquer não altera significativamente sua composição final, diminui gradativamente a temperatura de clinquerização, gerando uma pequena economia energética, e sugere uma alternativa tecnicamente viável para a destinação do resíduo gerado pela indústria têxtil.

Nos últimos anos, uma atenção considerável tem sido dada para o desenvolvimento de cimentos especiais, capazes de reduzir as emissões de CO2 e de energia, bem como o consumo de calcário. Cimentos supersulfatados são compostos principalmente de escória de alto forno (80-90%), sulfato de cálcio (10-20%) e um ativador alcalino, tal como o cimento Portland (cerca de 5%) ou hidróxidos de metais alcalinos. Os cimentos supersulfatados (CSS) foram usados nos anos entre 1950- 1960 na Europa, especialmente para aplicações em concretos, mas o seu menor ganho de resistência em idades iniciais limitava a sua aplicação comercial. Mais tarde, mudança no processo de fabricação do ferro gerou implicou na geração de escórias que deixaram de apresentar o conteúdo mínimo de Al2O3 exigido para CSS, levando a sua utilização alternativa em misturas com cimento Portland (Cimento de alto forno). Recentemente, a norma para o cimento supersulfatado na Europa foi substituída pela norma EN 15743 (2010), no entanto, o mecanismo de hidratação bem como a sua composição ótima não são bem compreendidos. Nesta pesquisa, o efeito do tipo e teor de ativador alcalino (hidróxidos) e das proporções de escória e anidrita foi estudado. Os hidróxidos de cálcio e potássio foram estudados em teores de 0,2, 0,5 e 0,8% em formulações de CSS contendo entre 80 - 90% de escória de alto-forno e 10-20% de sulfato de cálcio (anidrita). Através de análise de resistência à compressão verificou-se que os teores de ativadores alcalinos apresentaram maior influência em comparação às proporções de anidrita e escória. Argamassas moldadas com KOH como ativador alcalino, com 0,2 e 0,5% apresentaram os maiores valores para resistência à compressão enquanto que as argamassas elaboradas com Ca(OH)2 apresentaram maior valor 0,8%. Todos os cimentos elaborados com utilização de 0,5% de KOH como ativador alcalino, e as proporções com 85% de escória e 15% de anidrita encontram-se dentro das exigências da EN 2010. Entretanto, nenhum dos cimentos elaborados com 0,8% de KOH atingiram o limite, apenas aqueles elaborados com 0,8% de Ca(OH)2. As medidas calorimétricas confirmaram que a utilização de KOH fornece maiores fluxos de calor e maior calor acumulado quando comparado com Ca(OH)2. Para ambos os ativadores, maiores teores aumentaram o fluxo de calor e o calor acumulado. As análises microestruturais (DRX, TG/DTG, MEV) comprovam que os principais produtos de hidratação dos cimentos supersulfatados são as fases de etringita, gipsita e C-S-H, e também que o teor de ativador alcalino influência na disposição de anidrita (sulfato de cálcio) na matriz sólida de cimento. A anidrita ue deveria ser consumida para formação de etringita, quando muito solúvel, propicia a maior formação da fase hidratada gipsita. / In recent years, considerable attention has been given to the development of special cements that can reduce CO2 emissions and energy and the consumption of limestone. Supersulfated cement are mainly composed of blast furnace slag (80- 90%), calcium sulfate (10-20%) and an alkaline activator such as Portland cement (around 5%) or alkali metal hydroxides. The supersulfated cements (SSC) were used in the years between 1950 to 1960 in Europe, especially for applications in concrete, but its lower gain strength at initial age limited their commercial application. Later changes in iron manufacturing processes generated slag which Al2O3 no longer met the requirement of minimum content required for SSC, leading to its alternative use mixtures of Portland cement (blast furnace cement). Recently, the standard for Europe supersulfated cement was replaced by EN 15743 (2010), however, the hydration mechanism and its optimum proportion are not well understood. In this study, the effects of the type and content of the alkali activator (hydroxides) and the content of slag and anhydrite were studied. The calcium and potassium hydroxide were studied in 0.2, 0.5 and 0.8% with SSC formulations containing 80 - 90% blast furnace slag and 10-20% sulfate calcium (anhydrite). Compressive strength tests showed that the content of alkaline activators influenced more than slag/anhydrite content. Mortars made with KOH with of 0.2 and 0.5% presented the highest compressive strength values; however, mortars made prepared with Ca(OH)2 presented the highest values with 0.8%. All cements prepared with 0.5% KOH as alkaline activator containing 85% of slag and 15% of anhydrite reached the EN 15743 requirements. The calorimetric measurements confirmed that the KOH provided higher heat flow rate and increased the total heat in relation to Ca(OH)2. The microstructural analysis (XRD, TG/DTG, SEM) confirmed ettringite, gypsum and C-S-H as main phases. The anhydrite should be consumed for the formation of ettringite, however when very soluble, provided a higher formation of gypsum phase.

Nos últimos anos, uma atenção considerável tem sido dada para o desenvolvimento de cimentos especiais, capazes de reduzir as emissões de CO2 e de energia, bem como o consumo de calcário. Cimentos supersulfatados são compostos principalmente de escória de alto forno (80-90%), sulfato de cálcio (10-20%) e um ativador alcalino, tal como o cimento Portland (cerca de 5%) ou hidróxidos de metais alcalinos. Os cimentos supersulfatados (CSS) foram usados nos anos entre 1950- 1960 na Europa, especialmente para aplicações em concretos, mas o seu menor ganho de resistência em idades iniciais limitava a sua aplicação comercial. Mais tarde, mudança no processo de fabricação do ferro gerou implicou na geração de escórias que deixaram de apresentar o conteúdo mínimo de Al2O3 exigido para CSS, levando a sua utilização alternativa em misturas com cimento Portland (Cimento de alto forno). Recentemente, a norma para o cimento supersulfatado na Europa foi substituída pela norma EN 15743 (2010), no entanto, o mecanismo de hidratação bem como a sua composição ótima não são bem compreendidos. Nesta pesquisa, o efeito do tipo e teor de ativador alcalino (hidróxidos) e das proporções de escória e anidrita foi estudado. Os hidróxidos de cálcio e potássio foram estudados em teores de 0,2, 0,5 e 0,8% em formulações de CSS contendo entre 80 - 90% de escória de alto-forno e 10-20% de sulfato de cálcio (anidrita). Através de análise de resistência à compressão verificou-se que os teores de ativadores alcalinos apresentaram maior influência em comparação às proporções de anidrita e escória. Argamassas moldadas com KOH como ativador alcalino, com 0,2 e 0,5% apresentaram os maiores valores para resistência à compressão enquanto que as argamassas elaboradas com Ca(OH)2 apresentaram maior valor 0,8%. Todos os cimentos elaborados com utilização de 0,5% de KOH como ativador alcalino, e as proporções com 85% de escória e 15% de anidrita encontram-se dentro das exigências da EN 2010. Entretanto, nenhum dos cimentos elaborados com 0,8% de KOH atingiram o limite, apenas aqueles elaborados com 0,8% de Ca(OH)2. As medidas calorimétricas confirmaram que a utilização de KOH fornece maiores fluxos de calor e maior calor acumulado quando comparado com Ca(OH)2. Para ambos os ativadores, maiores teores aumentaram o fluxo de calor e o calor acumulado. As análises microestruturais (DRX, TG/DTG, MEV) comprovam que os principais produtos de hidratação dos cimentos supersulfatados são as fases de etringita, gipsita e C-S-H, e também que o teor de ativador alcalino influência na disposição de anidrita (sulfato de cálcio) na matriz sólida de cimento. A anidrita ue deveria ser consumida para formação de etringita, quando muito solúvel, propicia a maior formação da fase hidratada gipsita. / In recent years, considerable attention has been given to the development of special cements that can reduce CO2 emissions and energy and the consumption of limestone. Supersulfated cement are mainly composed of blast furnace slag (80- 90%), calcium sulfate (10-20%) and an alkaline activator such as Portland cement (around 5%) or alkali metal hydroxides. The supersulfated cements (SSC) were used in the years between 1950 to 1960 in Europe, especially for applications in concrete, but its lower gain strength at initial age limited their commercial application. Later changes in iron manufacturing processes generated slag which Al2O3 no longer met the requirement of minimum content required for SSC, leading to its alternative use mixtures of Portland cement (blast furnace cement). Recently, the standard for Europe supersulfated cement was replaced by EN 15743 (2010), however, the hydration mechanism and its optimum proportion are not well understood. In this study, the effects of the type and content of the alkali activator (hydroxides) and the content of slag and anhydrite were studied. The calcium and potassium hydroxide were studied in 0.2, 0.5 and 0.8% with SSC formulations containing 80 - 90% blast furnace slag and 10-20% sulfate calcium (anhydrite). Compressive strength tests showed that the content of alkaline activators influenced more than slag/anhydrite content. Mortars made with KOH with of 0.2 and 0.5% presented the highest compressive strength values; however, mortars made prepared with Ca(OH)2 presented the highest values with 0.8%. All cements prepared with 0.5% KOH as alkaline activator containing 85% of slag and 15% of anhydrite reached the EN 15743 requirements. The calorimetric measurements confirmed that the KOH provided higher heat flow rate and increased the total heat in relation to Ca(OH)2. The microstructural analysis (XRD, TG/DTG, SEM) confirmed ettringite, gypsum and C-S-H as main phases. The anhydrite should be consumed for the formation of ettringite, however when very soluble, provided a higher formation of gypsum phase.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana dos materiais reparadores de uso endodôntico MTA/Bio Angelus, cimento Portland branco, MTA Angelus branco e MTA ProRoot branco sobre os microorganismos Enterococcus faecalis, Escherichia coli e Staphylococcus aureus pelos os testes de difusão em ágar e de contato direto. Os dados experimentais foram obtidos através da mensuração do halo de inibição formado e pela contagem de unidades formadoras de colônia, respectivamente. Para análise dos dados empregaram-se os testes estatísticos de Análise de Variância (ANOVA) e de Comparações Múltiplas de Tukey. De posse dos resultados, foi possível verificar que o MTA/Bio Angelus apresentou atividade antimicrobiana sobre todas as espécies bacterianas testadas no teste de difusão em ágar e no teste por contato direto, o material reparador demonstrou atividade antimicrobiana superior aos demais materiais testados e que este último teste demonstrou ser uma metodologia segura, reproduzível e confiável. / The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity of repair materials of endodontic use MTA/Bio Angelus, white Portland cement, white MTA Angelus and white MTA ProRooton Enterococcus faecalis, Escherichia coli and Staphylococcus aureus by the agar diffusion test and the direct contact test. Data was retrieved by measuring the zones of inhibiton and by counting colony-forming units, respectively. Statistical analysis was performed using the ANOVA test followed by Tukey Multiple Comparisons test. The results showed that MTA/Bio Angelus presented antimicrobial activity against all bacteria in the agar diffusion test and in the direct contact test, MTA/Bio Angelus presented superior antimicrobial activity. In addition, our results suggest that the use of the direct contact test is a safe, reproducible and trustable method.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000412505-Texto+Completo-0.pdf: 14177118 bytes, checksum: 296ba75b676a7b60026516499ec6d9da (MD5) Previous issue date: 2009 / In last years the concern about the emission of greenhouse gases to atmosphere is increasing in the entire world, particularly the emission of CO2 gas. The development of technologies for mitigation of greenhouse gases has frequently emerged as a possible solution to minimize the global warming. The geological carbon sequestration is one of the most important technologies to reduce the disposal of carbonic gas in the atmosphere considering a short term period. In this context, the CO2 injection in mature or abandoned oil fields has a great potential in economic terms, once it permits enhanced oil recovery (EOR). The maintenance of integrity over time of materials employed in the geological storage of CO2 is the fundamental importance to guarantee the success of using this technology. In such activities, cement class G with a specific chemical composition is utilized, which has to exhibits a life use longer than the traditional ones, especially if it is considered the hazardous environmental that it is exposal. In this work an experimental apparatus, constituted by reactors that simulate the conditions of CO2 geological storage was developed in order to investigate the behavior of cement class G on this circumstance. The cement paste samples were submitted to two different ambient, wet supercritical CO2 and water saturated with CO2 at 15 MPa and 150 °C. The cement pastes were characterized by means of pH measurements, scanning electron microscopy (SEM), Vickers microhardness and compression tests. The results indicated that both wet supercritical CO2 and water saturated with CO2 promoted microstructure and mechanical alterations on the cement pastes. The cement degradation was more severe in the case of water saturated with CO2. / Nos últimos anos, a preocupação mundial com a questão da emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera tem se intensificado, particularmente relacionada às emissões do gás CO2. O desenvolvimento de tecnologias para mitigação de gases de efeito estufa é apontado como uma resposta adequada para conter o aquecimento global e o seqüestro geológico de carbono destaca-se como uma das tecnologias mais importantes, em curto prazo, para este fim. Nesse cenário, os campos de exploração de petróleo maduros ou abandonados apresentam grande viabilidade para armazenamento de CO2. A integridade do cimento classe G, que foi desenvolvido para ser utilizado na construção de poços de petróleo, deve ser mantida para evitar que o CO2 escape pelo poço para a atmosfera. Contudo, esse material pode sofrer degradação pelo meio ácido produzido pelo CO2 na presença de água das formações geológicas. Para avaliar a resistência da pasta de cimento frente ao CO2 supercrítico foi desenvolvido um sistema experimental constituído de reatores que simulam as condições encontradas em prováveis sítios de armazenamento geológico de CO2.Dessa forma, corpos-deprova de pasta de cimento classe G foram submetidos a dois meios de degradação ao longo do tempo, CO2 supercrítico úmido e água saturada com CO2, nas condições de temperatura e pressão de 150°C e 15 MPa, respectivamente. As pastas de cimento foram caracterizadas por meio de medidas de pH, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica; microdureza Vickers e ensaios de resistência à compressão. Os resultados obtidos indicaram que o CO2 supercrítico úmido e CO2 dissolvido em água promovem alterações na microestrutura e propriedades mecânicas da pasta de cimento, sendo que a degradação é mais severa no caso da água saturada com CO2.