O presente estudo teve como objetivo produzir e avaliar o desempenho de painéis de partículas homogêneas de cimento-bagaço de cana-de-açúcar curados por carbonatação acelerada. Para atingir os resultados foram realizados ensaios de caracterizações morfológica e físico-química das partículas de bagaço de cana-de-açúcar, bem como ensaio de termometria para identificar a compatibilidade da matéria prima (bagaço) com o cimento. Os painéis de partículas cimento-bagaço produzidos foram submetidos a dois processos de cura distintos: 1- cura por 48 h em câmara climática, seguida por 24 h em ambiente com concentração de 15% ±0.6 de CO2, seguida por 24 dias em ambiente saturado ao ar; 2- cura em câmara climática por 48 h, seguida por 25 dias em ambiente saturado ao ar. Ao final dos 28 dias de cura e após ensaio de envelhecimento acelerado de imersão e secagem foram realizadas as caracterizações físico-mecânicas seguindo as recomendações das normativas DIN: 310; 322 e 323, bem como caracterização microestrutural e de condutividade térmica do painel de partículas cimento-bagaço. Os resultados obtidos indicaram que os painéis de partículas cimento-bagaço curados por carbonatação acelerada apresentaram melhor desempenho físico-mecânico quando comparados aos painéis não carbonatados, pois a carbonatação melhorou a interface entre as partículas e a matriz cimentícia, proporcionando maior adesividade entre as fases. E, além disso, reduziu o pH do meio alcalino em que as partículas de bagaço de cana-de-açúcar estão inseridas, minimizando o processo de degradação da lignina, celulose e hemicelulose. / The present study aimed to produce and evaluate the performance of homogeneous particles of cement panels-bagasse-sugar cured by accelerated carbonation. To achieve the results tests were carried out morphological and physical-chemical characterization of particles of bagasse of sugar cane, as well as Thermal-test to identify the compatibility of the raw material (bagasse) with cement. The particle cement-bagasse produced were subjected to two different curing processes: 1-cure for 48 h in climate Chamber, followed by 24 h in environment with concentration of 15% ± 0.6, followed by 24 days in saturated air environment; 2-cure in climate Chamber for 48 h, followed by 25 days in saturated air environment. At the end of the 28 days of curing and after accelerated aging test of soaking and drying were realized the physical-mechanical characterizations according the recommendations of the DIN standards: 310; 322 and 323, as well as micro-structural characterization and thermal conductivity of Particleboard bagasse-cement. The results obtained indicated that the particle bagasse-cement cured by accelerated carbonation presented physical-mechanical performance better than compared with non-carbonated panels because the carbonation has improved the interface between the particles and the cementitious matrix, providing greater adhesion between phases. In addition, reduced the pH of the alkaline medium in which the particles of bagasse of sugar cane are inserted, minimizing the process of degradation of lignin, cellulose and hemicellulose.

Actualmente los materiales cementicios suplementarios como el metacaolín, son comúnmente empleados en la industria cementera y de la construcción, debido a factores ambientales, económicos y técnicos. La mayoría de estudios que evalúan la influencia del metacaolín en sistemas cementicios, se enfocan en aspectos de desempeño y de resistencia mecánica, en edades avanzadas. Existen pocos estudios que evalúan la etapa inicial de hidratación. Por tanto, este trabajo tiene como propósito entender mejor la influencia que tiene la sustitución parcial de metacaolín en pastas de cemento Portland, durante las primeras 72 horas de hidratación. Normalmente para evaluar la cinética de hidratación se analiza el calor liberado, usando un calorímetro de conducción isotérmico. Sin embargo, otra técnica relativamente nueva usada en este estudio, es medir la retracción química en forma continua; en Brasil son raros los estudios que usen retracción química para obtener la cinética de hidratación. Para tal fin se elaboraron pastas utilizando reemplazos de metacaolín de 5, 10 y 20% en masa, además de una pasta de referencia, usando una relación constante agua/sólido de 0.5. La retracción química fue medida en forma continua automatizando el método de la dilatometría, también se evaluó la cinética de hidratación usando un calorímetro isotérmico. Adicionalmente, el desarrollo de los productos hidratados fue estudiado por análisis termogravimétrico y difracción de rayos X. Los resultados obtenidos muestran que existe una excelente relación entre la retracción química y la calorimetría y que la adición de metacaolín produce cambios en la cinética de hidratación, que también afectan a la retracción química. / Currently the supplementary cementitious materials such as metakaolin are commonly used in the cement and construction industry, due to environmental, economic and technical factors. Most studies evaluating the influence of metakaolin in cementitious systems focus on aspects of performance and mechanical strength at older ages. There are few studies evaluating the initial stage of hydration. Therefore, this paper aims to better understand the influence of the partial replacement of metakaolin in Portland cement pastes during the first 72 hours of hydration. Normally to evaluate the kinetics of hydration heat released is analyzed using an isothermal calorimeter. Nevertheless, another relatively new technique used in this study is to measure the chemical shrinkage continuously; in Brazil are rare studies using chemical shrinkage to obtain hydration kinetics. This study shows the influence of partial replacement of Portland cement by metakaolin in the hydration reactions and chemical shrinkage of cementitious pastes. For this, pastes were prepared using metakaolin replacements of 5, 10 and 20% by mass, and a reference paste, using a constant water/solid ratio of 0.5. Chemical shrinkage was measured continuously automating the method of dilatometry, hydration kinetics was evaluated using an isothermal conduction calorimetry. Additionally, the development of hydrated products was studied by thermogravimetric analysis and X-ray diffraction. The results show that there is an excellent relationship between chemical shrinkage and calorimetry and the addition of metakaolin leads to changes of the hydration kinetics, which also affect the chemical shrinkage.

Concretos com baixo consumo de cimento Portland se justificam por motivos técnicos (menor calor de hidratação, retração e fissuração) e de sustentabilidade (menores consumos de energia e matérias-primas, emissão de CO2 e demanda por transporte). A variabilidade nas matérias-primas, nas condições ambientais e no processo de confecção de um concreto resultam em variabilidade de diversas propriedades no estado fresco e endurecido. A viabilidade da aplicação de concretos com baixo consumo de cimento, em escala no campo, depende da sensibilidade que estes apresentam diante das variabilidades presentes. Concretos com robustez adequada, ou seja, suficientemente tolerantes às variações, são desejáveis. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a robustez de concretos com baixo consumo de cimento, com foco principal em desvios no proporcionamento e variabilidade granulométrica e morfológica dos agregados. Aplicando conceitos de empacotamento e dispersão de partículas, uso de fílers calcários, escolha adequada dos materiais e aplicação de métodos reológicos para desenvolvimento da composição, desenvolveu-se um concreto com efetivo baixo consumo de ligantes (3,66 kg/m3/MPa). Os resultados obtidos indicam que as mudanças granulométricas são as mais impactantes, em especial devido à variabilidade no teor de pó fino nos agregados britados. Mudanças morfológicas, em especial na fração de tamanho que mais impacta no empacotamento (fração dominante), também são relevantes. O cenário de desvios de pesagem proporcionou o menor impacto dentre os três avaliados. Estas conclusões são específicas do concreto analisado e das particularidades dos cenários de variabilidade considerados. Por este motivo esta pesquisa buscou explicar de modo mais geral a influência das diversas variáveis. A distância que separa as partículas (IPS e MPT), a área específica dos materiais granulares e as concentrações de sólidos são alguns dos parâmetros que se correlacionam com o comportamento reológico nos diversos cenários avaliados. Com base no processo experimental e de análise dos resultados aplicados, propôs-se uma metodologia para avaliação de robustez e um índice numérico para avaliação quantitativa da robustez. Foram ainda propostas algumas ferramentas que visam atribuir mecanismos robustos ao processo de produção de concreto: sistema computacional para previsão de propriedades baseado em caracterização fundamental dos constituintes, uso de reômetro de concreto como instrumento de controle de qualidade e medida no campo da robustez e instrumentação de misturador como mecanismo de detecção de mudanças na etapa de mistura. / The use of concretes with low Portland cement content is justified by technical reasons (lower hydration heat, shrinkage and cracking) and sustainability (lower energy and raw materials consumptions, CO2 emissions and demand for transport). Variability in raw materials, environmental conditions and production process result in variability of various concrete properties in the fresh and hardened states. The feasibility of applying low cement concretes in large production scale depends on the sensitivity that these concretes show, given the existing variability. Concretes with adequate robustness, that is, sufficiently tolerant to variations are desirable. This research evaluated the robustness of concretes with low cement consumption, with focus on deviations in proportioning and particle size and morphological variability of the aggregates. Applying particle packing and dispersion concepts, rheological control, use of limestone fillers and appropriate of material choice a concrete with effective low binder consumption (3.66 kg/m3/MPa) was developed. The obtained results indicate that among the considered scenarios, the particle size changes are the most impactful, especially due to the presence of fine dust in the crushed aggregates. Morphological changes, especially in the size fraction that most impacts the packing (dominant fraction), are also relevant. Weighing deviations provided the smallest impact among the three evaluated scenarios. These findings, however, are specific to the analyzed concrete and the considered variability scenarios. For this reason, this research aimed to explain more generally the influence of several variables. The distance between the particles (IPS and MPT), the specific area of the granular material and the solids concentrations are some of the parameters that explain the rheological behavior. Based on the experimental process and the analysis of the applied results, a methodology was proposed for robustness evaluation and a numerical index for the quantitative evaluation of the robustness. Some additional tools to confer robust mechanisms to the concrete production process were proposed: a computer system for forecasting concrete properties, based on fundamental characterization of the constituents, use of a mobile rheometer as a quality control instrument and mixer instrumentation as change detection mechanism during the mixing process.

Os compósitos reforçados com fibras naturais são uma opção frente a fibrocimentos com amianto, devido à grande disponibilidade de fibras naturais como as de coco, sisal além das fibras de celulose. Aspectos relacionados com a durabilidade precisam ser melhorados, podendo ser citado a diminuição da resistência das fibras quando em meio alcalino causando a perda de propriedades mecânicas dos compósitos. Uma alternativa a esse problema é o uso de pozolana que irá consumir o hidróxido de cálcio proveniente da hidratação do cimento Portland, resultando em fases hidratadas como o C-S-H e aluminatos de cálcio, contribuindo assim, para a redução da alcalinidade e para o aumento da resistência mecânica. A metodologia adotada consistiu da análise do efeito de ciclos de molhagem e secagem quanto à formação de produtos da hidratação do cimento e da reação pozolânica a partir de formulações de cimento, filler dolomito, pozolana (metacaulim ou sílica ativa) e fibras de PVA (polivinil álcool) e celulose. As pozolanas empregadas foram efetivas no consumo de hidróxido de cálcio, porém não se constatou grandes ganhos mecânicos devido à degradação da matriz, observada em 250 ciclos, causada pela formação de hidróxido de magnésio com caráter expansivo. As hipóteses para a causa da formação de brucita consistem da reação de desdolomitização do filler dolomito ou da hidratação do periclásio que compõe o cimento Portland. / Composites reinforced with natural fibers are a good asbestos fibercomposites replacement material, as a result of the great natural fiber avaibility such as coco nut, sisal and cellulose. Durability aspects need to be improved, like the decrease of fiber resistance in alkaline environment causing the loss of mechanical properties of the composites. An alternative way to solve this problem is using pozzolan. It will react with calcium hydroxide formed by Portland cement hydration and will provide hydration phases as C-S-H and calcium aluminate hydrated, which contributes for the alkaline reduction and in an increase of mechanical performance. The methodology analyzes the effect of wet/dry cycles in composites among the hydration of cement and pozzolanic reaction in composite formulation made with cement, dolomite filler, pozzolan (metakaolin or silica fume) and PVA and cellulose fibers. The pozzolans used in this study consumed almost calcium hydroxide, although low mechanical properties were found. The matrix degradation with expansive brucite formation is explained with two hypotheses: dedolomitization reaction from dolomite filler or periclase hydration from Portland cement observed from 250 cycles.

Os biomateriais podem ser definidos como substâncias de origem natural ou sintética que são tolerados de forma transitória ou permanente pelos diversos tecidos que constituem os órgãos dos seres vivos. Dentre esses biomateriais podemos citar o Agregado de Trióxido Mineral (ATM), que foi desenvolvido na Universidade de Loma Linda na década de 90. Desde então, não cessaram trabalhos de pesquisa envolvendo esse material e o Cimento Portland (CP); que embora não seja um material de uso odontológico direto, pode-se afirmar que possui basicamente os mesmos componentes químicos do ATM. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a biocompatibilidade do cimento Portland comum (CP-I) e do cimento Portland branco (CPB) não estrutural, incluídos na calvária de ratos. Foram selecionados vinte ratos, dois foram previamente utilizados como grupo piloto; os dezoito restantes foram distribuídos em três grupos de seis ratos que avaliados nos tempos experimentais de 30, 60, 90 dias foram mortos para análise histopatológica. Cada animal recebeu um implante, sendo três de Cimento Portland Comum (CP-I) e três de Cimento Portland Branco (CPB). Os resultados mostraram que não houve conseqüências de uma proliferação microbiológica em nenhum dos cimentos e tempos pesquisados. Observou-se tecido conjuntivo denso, celular e ricamente vascularizado. Também foi visualizado uma matriz óssea recém formada, adjacente aos osteoblastos ativos e que não estava ainda calcificada; apresentava-se menos mineralizada e com ausência de lamelas. Durantes os tempos histológicos de 30, 60 e 90 dias, o infiltrado inflamatório disperso no tecido apresentou-se: intenso, moderado e discreto. Sugerindo a mudança do processo inflamatório de agudo a crônico respectivamente / The biomaterials can be defined as substances of natural or synthetic origin that are tolerated on a temporary or permanent by the various tissues that make up the organs of living beings. Among these biomaterials can quote the mineral trioxide aggregate (MTA), which was developed at the University of Loma Linda, in the 90s. Since then, it stopped work on research involving this material and Portland cement (PC), which although not a dental material to use direct, one can say that basically has the same chemical components of the ATM. The purpose of this study was to evaluate the biocompatibility of common Portland cement (PC-I) and the white Portland cement (CPB) no structural, included in the skull of rats. Twenty rats were selected, two were previously used as a pilot group and the eighteen others were divided into three groups of six rats that were killed and evaluated in experimental stroke, 30, 60, and 90 days. Each animal received an implant, three of Common Portland Cement (PC-I) and three of White Portland Cement (CPB). The results show that there were no consequences of a microbial proliferation in any of cement and times searched. There was also the formation of bone tissue with characteristics of immaturity, showing gaps in some areas without osteocytes; presence of moderate and cell tissue, richly vascularized, showing characteristics of biocompatibility, and the potential for bone and cell differentiation.

O uso de escoria de aciaria, principal subproduto das industrias siderúrgicas do processo de conversão do ferro gusa em aço, como matéria-prima na produção de cimento Portland a partir de substituições de parte da escoria de alto forno, apresenta benefícios econômicos e ecológicos, visto que um resíduo industrial tornar-se-á matéria-prima na fabricação do cimento, reduzindo custo de energia, material e depósitos para estocagem de resíduos. Para tal estudo, a escória de aciaria foi submetida a refusão e a diferentes taxas resfriamento, com o objetivo de formar escorias com diferentes graus de cristalinidade. Após resfriamento foram conformados corpos de prova com adição ao cimento Portland de 0; 1,8; 3,6 e 5,4% em peso de escoria de aciaria. Foram determinados tempo de início e final pega, resistência a compressão após 3, 7, 28 e 91 dias da conformação dos corpos de prova, expansibilidade a quente e a frio. Os resultados confirmam que a escória de aciaria apresenta potencial para ser utilizada na indústria cimenteira. A verificação da influência da adição das escorias dará suporte para a Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) decidir quanto a viabilidade da mudança do processo atual de resfriamento e quanto a destinação do resíduo. / The use of steel slag, the main byproduct of the steel industries of the process of converting pig iron into steel as raw material for the production of Portland cement by replacing part of blast furnace slag, offering economic and ecological benefits, as that an industrial - waste becomes the raw material in cement production, reducing energy costs, equipment and tanks for storage of waste. For this study, steel slag was subjected to remelting and cooled at different rates, with the goal of forming slag with different degrees of crystallinity. After cooling, specimens with addition to Portland cement of 0, 1,8; 3,6 and 5,4% steel slag were conformed. Were determined the start time and end handle, compressive strength after 3, 7, 28 and 91 days of conformation, hot and cold expandability. The results confirm that the steel slag has the potential to be used in the cement industry. The verification of the influence of the addition of slag will support the National Steel Company (CSN) on the feasibility of changing the current cooling process and the allocation of the new waste.

O objetivo deste estudo foi comparar a eficácia clínica e radiográfica do formocresol de Buckley diluído a 1/5 e do cimento Portland como agentes capeadores pulpares em dentes decíduos humanos acometidos por cárie extensa. Sessenta e oito molares decíduos inferiores de 52 crianças com idades entre 5 e 9 anos foram criteriosamente selecionados. Os dentes foram aleatoriamente divididos nos grupos formocresol ou cimento Portland e tratados pela técnica convencional de pulpotomia. Após a remoção da polpa coronária e hemostasia, no grupo do formocresol (34 dentes), uma bolinha de algodão embebida na solução foi colocada por 5 minutos sobre o remanescente pulpar e então a câmara pulpar preenchida com óxido de zinco e eugenol. No outro grupo (34 dentes), uma camada de 1mm de espessura de cimento Portland foi acomodada sobre o remanescente pulpar. Todos os dentes foram restaurados com uma base de óxido de zinco e eugenol reforçado (IRM) e cimento de ionômero de vidro modificado por resina. As avaliações clínicas e radiográficas foram realizadas nos períodos de 3, 6 e 12 meses do pós-operatório. Os 68 dentes foram avaliados nos períodos de 3 e 6 meses. Entretanto, aos 12 meses, 6 dentes não puderam ser avaliados (4 dentes esfoliaram naturalmente e 2 crianças mudaram de endereço). Nenhum sinal de falha clínica foi observado, para ambos os grupos, em todos os períodos avaliados. A avaliação radiográfica revelou apenas um caso de reabsorção interna, detectada aos 3 meses do pós-operatório, no grupo do formocresol. A presença de barreira dentinária foi detectada em 2 dentes do grupo do cimento Portland. Diferenças estatisticamente significante entre os grupos foram observadas apenas quando avaliadas a coloração da coroa dentária e a obliteração do canal radicular, verificadas em todos os períodos avaliados, em todos os dentes do grupo do cimento Portland. O cimento Portland parece ser um possível substituto do formocresol em pulpotomias de dentes decíduos. Embora os resultados sejam encorajadores, estudos futuros e com acompanhamentos em longo prazo são necessários para se determinar a indicação clínica segura do cimento Portland / The aim of this study was to compare the clinical and radiographic effectiveness of formocresol and Portland cement as pulp dressing agents in carious primary teeth. Sixty eight primary mandibular molars of 52 children between 5 and 9 years old were criteriously selected. The teeth were randomly assigned to formocresol or Portland cement groups, and treated by a conventional pulpotomy technique. After coronal pulp removal and hemostasis, in the formocresol group (34 teeth), a cotton pellet, soaked in the solution, was placed for 5 minutes over the pulp stumps and then the pulp chamber was filled with zinc oxide-eugenol paste. In the other group (34 teeth), an 1 mm-thick paste of Portland cement was placed over the pulp stumps. All the teeth were restored with reinforced zinc oxide-eugenol base and resin modified glass ionomer cement. Clinical and radiographic evaluations were recorded at 3, 6 and 12-month follow-up. The sixty eight teeth were available for 3 and 6-month follow-up; however, at 12-month follow-up appointment, 6 teeth could not be assessed (4 teeth exfoliated and 2 children had their address changed). No signs of clinical failure were observed at all follow-up appointments in both group. The radiographic evaluation revealed only one case of internal resorption detected at 3-month follow-up in the formocresol group. Dentine bridge was detected in 2 teeth in the Portland cement group. Statistically significant difference was only observed between both groups when assessing tooth crown discoloration and pulp canal obliteration, which were observed in all teeth treated with Portland cement at all follow-up appointments. Portland cement may serve as an effective substitute of formocresol in primary molar pulpotomies. Although our results are very encouraging, further studies and longer follow-up assessment are needed in order to determine the safety clinical indication of Portland cement.

Orientadores: Antonio Ludovico Beraldo, Holmer Savastano Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:15:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_MichelleSantos_D.pdf: 5803870 bytes, checksum: c6cbc3e5bb60178760286846f51dffb6 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho produziram-se cinzas de palha de cana-de-açúcar por queima controlada para avaliar a sua aplicação como adição mineral em matrizes cimentícias. As palhas foram submetidas a quatro diferentes temperaturas de queimas: 600 °C, 700 °C, 800 °C e 900 °C, e as cinzas foram denominadas CPCA600, CPCA700, CPCA800 e CPCA900, respectivamente. Após a queima cada cinza passou por um processo de moagem e foi submetida a análises de fluorescência de raios X, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, granulometria a laser, massa específica real por picnometria a gás e superfície específica por B.E.T (Brunauer-Emmett-Teller). A reatividade das cinzas foi avaliada por meio de medições de condutividade elétrica em soluções insaturadas de Ca(OH)2/cinzas. Foram analisadas pastas com cimento Portland ou hidróxido de cálcio em função da idade de cura úmida (7, 28, 63 e 91 dias) por meio das técnicas de termogravimetria, compressão simples, compressão diametral, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, porosimetria por intrusão de mercúrio, microscopia eletrônica de varredura, calorimetria e difração de raios X de alta resolução, realizada no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron. As cinzas CPCA600 e CPCA700 foram consideradas mais reativas e foram aplicadas em compósitos de fibrocimento. As caracterizações das cinzas mostraram que a CPCA600 e a CPCA700 contêm composição química de material pozolânico, partículas com elevada nano e microporosidade e elevadas áreas de superfície específica, assim como foi observado um halo de amorficidade nos difratogramas de ambas as cinzas. O ensaio de condutividade elétrica no sistema hidróxido de cálcio/cinzas mostrou elevada reatividade dessas cinzas. Na avaliação das pastas, as cinzas CPCA600 e CPCA700 apresentaram maior consumo de hidróxido de cálcio, maior resistência à compressão simples e menor volume de poros. As caracterizações físicas (absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente) e mecânicas (módulo de ruptura, energia específica, módulo de elasticidade e limite de proporcionalidade) dos compósitos mostrou que aqueles produzidos com a CPCA700 apresentaram características físicas e mecânicas similares àquelas do controle, o que viabiliza a substituição parcial do cimento Portland pela mesma / Abstract: This research work produced sugarcane straw ashes by controlled burning and evaluates its application as mineral admixture in cementitious matrices. Straws were subjected to four different burning temperatures. Straws were dried and burned at 600 °C, 700 °C, 800 °C and 900 °C that were named SCSA600, SCSA700, SCSA800 and SCSA900, respectively. After firing the material passed through a milling process and it was subjected to analysis of X ray fluorescence, X ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), particle size laser, real density and specific surface area by B.E.T (Brunauer-Emmett-Teller). The reactivity evaluation of the ashes was performed by measuring the electrical conductivity of insaturated solutions of Ca(OH)2/ash. Pastes with Portland cement or calcium hydroxide were evaluated according to the curing hydration age (7, 28, 63 and 91 days) by means of thermogravimetry, compressive strength, splitting test, water absorption, apparent porosity and bulk density, mercury intrusion porosimetry, scanning electron microscopy, calorimetry and high-resolution X-ray diffraction, at the National Laboratory of Synchrotron Light. The ashes SCSA600 and SCSA700 were considered more reactive and have been applied in cement composite. The characterizations show that SCSA600 and SCSA700 ashes contain chemical composition of pozzolanic material, and nano particles with high microporosity, and consequently, with high specific surface areas, as has been observed halo amorphicity in both diffractograms ashes. Electrical conductivity obtained at the system calcium hydroxide/ashes showed high reactivity for these ashes. In the pastes evaluation, the ashes SCSA600 and SCSA700 showed higher consumption of calcium hydroxide, higher compressive strength and reduced volume of pores. The physical characterizations (water absorption, apparent porosity and bulk density) and mechanical (modulus of rupture, specific energy, elastic modulus and proportionality limit) of the composites showed that those produced with the ash SCSA700 were similar to the control ones, which enables the partial replacement of Portland cement by this kind of ash / Doutorado / Construções Rurais / Doutora em Engenharia Agrícola

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The consumption of white Portland cement (WPC), in structural concretes, has been growing lately. Thus, targeting diffuse its use, and confirm its quality and durability as structural cement, this work has the aimed to investigate the effect of concretes compounds with WPC, slag and chemical activator (Na2SO4), on its behavior against chloride ion penetration. Besides reference mixture (100% WPC), were analyzed blends containing slag replacements of 50% and 70%. A content of activator was 4% of the binder, in which, 50% were slag. The water/binder (w/b) ratios were 0.30, 0.42 and 0.55, and submitted at ages of cure 3, 7, 28 and 91 days. For analysis of chloride penetration, were evaluated the penetration coefficient (by the immersion test, in chloride solution) and the total charge passed (according ASTM C1202/05). Essays of Compressive strength, mercury intrusion porosimetry and composition of pore solution, also been made. Results showed that replacements of WPC by slag provide excellent performance in chloride penetration tests, in all ages tested, manly, in higher w/b ratios. In spite of, the compressive strength of slag concretes not have been greater than reference mixture, this type of concrete attained good results, excepted for essay with three days. Chemical activator efficiency, to accelerate the improvement of slag concrete properties, at initial ages, were verified. Its efficacy was greater as higher w/b ratio and visible until cure of 28 days. The slag addition was beneficial also for de cost, present best results in uniformity of compressive strength and penetration coefficient. Correlations between immersion test and ASTM s essay, analyzed together other tests, show that results of test described by ASTM C1202/05 aren t trustful for practical in concretes with slag additions. / O consumo do cimento Portland branco (CPB), para uso em concretos estruturais, vem aumentando consideravelmente nos últimos anos. Em vista disso, buscando difundir cada vez mais o seu uso e comprovar sua qualidade e durabilidade como cimento estrutural, este trabalho tem por objetivo investigar o comportamento, frente à ação dos íons cloreto, de concretos compostos por CPB e escória de alto forno, com e sem o uso de ativador químico (Na2SO4). Foram analisadas, além da mistura de referência (100% CPB), misturas contendo substituições parciais de CPB por teores de 50% e 70% de escória. A utilização do ativador foi realizada num teor de 4% do total de aglomerante, e este, com teor de 50% de escória. Cada mistura foi composta por relações água/aglomerante (a/ag) de 0,30; 0,42 e 0,55; e submetidas à prazos de cura de 3, 7, 28 e 91 dias. Para analisar a penetração de íons cloretos, foram avaliados os coeficientes de penetração (pelo ensaio de imersão em solução salina), e as cargas passantes (segundo a ASTM C1202/05). Além destes, foram realizados os ensaios de resistência à compressão axial, porosimetria por intrusão de mercúrio e composição da solução dos poros. Os resultados indicaram que a utilização parcial da escória proporciona desempenhos excelentes quanto à penetração dos íons cloretos em todos os prazos de cura estudados e, principalmente, nas misturas de maiores relações a/ag. Quanto a resistência à compressão, apesar de não propiciar resistências equivalentes aos concretos de referência, as misturas com escória apresentaram, exceto aos três dias, bons resultados. Foi comprovada a eficiência do ativador químico para a finalidade de acelerar o aprimoramento das resistências à compressão e penetração de cloretos, nas idades iniciais. Sua utilização mostrou ser mais eficiente, nas misturas com maiores relações a/ag e até prazos de cura de 28 dias. Em relação ao custo, a escória foi altamente benéfica, apresentando os melhores resultados em igualdade de resistência e coeficiente de penetração de cloretos. As correlações entre os ensaios de cloretos, acelerado e de imersão, analisados em conjunto com os demais ensaios realizados, permitem afirmar que os resultados do ensaio descrito pela ASTM C1202/05 não são confiáveis para concretos com adição de escória.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Silveira.pdf: 2577317 bytes, checksum: a3f7e2a0e9b6a7fbb9dcb0e9876a861a (MD5) Previous issue date: 2010-12-21 / The Sugar Cane Bagasse Ash (SCBA) is a major waste of the sugar cane industry and one of the most bulky solid wastes produced by Brazilian Industries. This industry annually produces millions of tons of SCBA from cane bagasse burning in the cogeneration of energy. According to Brazilian estimatives of sugar cane production to the year 2010, it is been expected a production of 697 million tons of sugar cane, that can generate more than 181 million tons of bagasse with 50% moisture and from that 4,5 millions tons of SCBA, if considering that all sugar cane will be used to milling and the use of bagasse as a fuel to boilers. The aim of the study was to evaluate the influence of the partial replacement of CPVARI Portland Cement by the residual SCBA obtained from an industry on the State of Goiás on mechanical properties of ordinary and high strength concrete, as well as properties related to durability. Concrete was characterized even fresh. The replacement content used were 0%, 5%, 10% and 20% of residual SCBA, in mass. Before use, the SCBA was subjected to a sieving process (opening mesh 1.19 mm), drying and grinding for 4 hours in a ball mill. Two water/ binder relations (w/b), 0.37 and 0.60 were adopted, resulting 8 different concrete types. The durability parameters were determined in transport mass assays and carbonation resistance. The transport mass assays, as permeability assays, capillary absorption and by immersion indicated an excellent level of replacement around 10% in both concrete. With regard to carbonation depth was observed a small reduction in carbonation resistance as the increased of replacement partial of Portland cement by SCBA. For the analysis of mechanical strength using the CBC residual levels up to 10% did not affect the concrete properties. / A cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBC) é um dos principais resíduos da indústria sucroalcooleira e um dos mais volumosos resíduos sólidos produzidos pelas indústrias brasileiras. Esta indústria produz anualmente milhões de toneladas de CBC a partir da queima do bagaço da cana no processo de co-geração de energia. De acordo com as estimativas da produção brasileira de cana-de-açúcar para 2010, espera-se que sejam produzidos 697 milhões de toneladas de cana-de-açúcar, podendo gerar mais de 181 milhões de toneladas de bagaço com 50% de umidade e a partir deste mais de 4,5 milhões de toneladas de CBC, se for considerado o pleno emprego da cana-de-açúcar para moagem e do bagaço como combustível nas caldeiras. O objetivo do presente trabalho foi de avaliar a influência da substituição parcial do cimento Portland CPV-ARI pela CBC residual obtida em uma indústria do Estado de Goiás sobre as propriedades mecânicas do concreto convencional e de alta resistência, bem como as propriedades relacionadas à durabilidade. O concreto também foi caracterizado ainda no estado fresco. Os teores de substituição adotados foram de 0%, 5%, 10% e 20% de CBC residual, em massa. Antes da utilização, a CBC residual foi submetida a um processo de peneiramento com abertura de malha 1,19 mm, secagem em estufa e moagem por 4 horas em moinho de bolas. Foram adotadas duas relações água/aglomerante (a/agl), de 0,37 e 0,60, resultando em oito dosagens de concreto. Os parâmetros de durabilidade foram determinados em ensaios de transporte de massa e resistência à carbonatação. Os ensaios de transporte de massa, como os ensaios de permeabilidade, absorção por capilaridade e por imersão, indicaram a presença do teor ótimo em torno de 10% de substituição em ambos os concretos. Quanto à profundidade de carbonatação, observou-se uma redução da resistência à carbonatação com o aumento da substituição da CBC residual. Para os ensaios de resistência mecânica a utilização da CBC residual em teores até 10% não comprometeu as propriedades do concreto.