No processo de beneficiamento da vermiculita é gerado um resíduo fino para o qual atualmente ainda não foi desenvolvida uma aplicação que possibilite a utilização em larga escala. Uma alternativa que vem sendo estudada é a associação com cimento Portland em composições de argamassas e concretos, em função da composição química do resíduo: elevada quantidade de alumínio, silício e magnésio, que podem apresentar interações com o ligante. No entanto, em função da elevada área superficial específica, em comparação ao cimento, sua utilização nas composições pode afetar a demanda de água de amassamento e limitar a sua aplicação. Para tanto, uma alternativa é a calcinação deste resíduo fino, assim como é realizado para outras argilas (caulim, por exemplo), para que a área superficial específica (ASE) seja menor e eventualmente ative propriedades pozolânicas na respectiva argila. Deste modo, neste trabalho foram avaliadas as diversas características de pastas cimentícias após adição de resíduo fino de vermiculita: reação química, formação dos produtos hidratados, propriedades reológicas, tanto após a mistura como ao longo da hidratação. Foi verificado que de forma geral a reação química não é afetada após a adição de vermiculita, embora a formação de aluminatos seja intensificada na composição com maior quantidade de resíduo in natura. Com relação ao seu comportamento no estado fresco, foi observado que a maior ASE do resíduo impacta fortemente as propriedades reológicas das pastas, embora que com um teor de 5% as mudanças sejam menores. Utilizando-se dessas mesmas composições para a avaliação do desempenho no estado endurecido de argamassas, foi verificado que não há efeito sobre essas propriedades até 5% de substituição, independentemente do tratamento térmico empregado. Assim, considerando aspectos econômicos de transporte assim como os custos decorrentes da calcinação, pode-se recomendar a adição de 5% de vermiculita in natura sem comprometer o desempenho dos produtos, embora não se possa precisar com os dados obtidos a sua durabilidade ao longo do uso. / In the process to obtaining vermiculite a fine residue is generated, which does not yet have a large-scale application. An alternative that has been studied is the association with Portland cement in mortar and concrete formulations, as a function of the chemical composition of the residue: high amount of aluminium, silicon and magnesium which may have interactions with the binder. However, the residue has a high specific surface area, in comparison to cement, a fact that can increase the water-demand to mix and limit its application. For this, an alternative is the calcination of this fine residue, as it is done for other clays (kaolin, for example), so that the specific surface area (SSA) is smaller and eventually activates pozzolanic properties in the respective clay. Thus, in this work the various characteristics of cement pastes after addition of vermiculite fine residue were evaluated: chemical reaction, formation of the hydrated products, rheological properties, both after mixing and along the hydration. It was verified that in general the chemical reaction is not affected after the addition of vermiculite, although the formation of aluminates is intensified in the composition with greater amount of in nature residue. Regarding its behaviour in the fresh state, it was observed that the higher SSA of the residue strongly impacts the rheological properties of the pastes, although with a 5% content the changes are minimal. Using these same compositions to evaluate the performance in the hardened state of mortars, it was verified that there is no effect on these properties up to 5% of substitution, regardless of the thermal treatment used. Thus, considering the economic aspects of transport as well as the costs of calcination, it is possible to recommend the addition of 5% of vermiculite in nature without compromising the performance of the products, although it is not possible to determine the its durability during the use.

A utilização de incorporadores de ar (AIA) em argamassas de revestimento é prática comum no setor de construção civil visto que podem ser obtidas vantajosas alterações nas propriedades no estado fresco e endurecido. Contudo, apesar do domínio da tecnologia e da química dos aditivos essa prática é ainda bastante empírica e seu uso tem sido apontado como um fator de complexidade operacional: a presença dos incorporadores de ar torna as composições muito sensíveis ao processamento, temperatura, tipo de cimento, transporte, etc., e essas variáveis afetam diretamente as características dos materiais no estado fresco e após o endurecimento. De fato, o desempenho desses materiais é dependente da quantidade, distribuição de bolhas e estabilidade do ar incorporado no estado fresco. Na prática, o difícil controle das propriedades dos materiais aerados é um dos fatores que têm desaconselhado a utilização desta tecnologia em diversas aplicações no setor construtivo. Assim, apesar das virtudes potenciais, a falta de controle no processamento dificulta o emprego de argamassas aeradas como tipos de materiais sustentáveis. Uma causa provável da falta de controle é que a velocidade de incorporação de ar é pouco compreendida, e a maioria dos estudos científicos são focados na avaliação do desempenho dos materiais no estado endurecido atentando-se, desta forma, para o efeito e não para a causa. A fim de preencher tal lacuna científico/tecnológica, o presente trabalho visa estudar os mecanismos e a velocidade de incorporação de ar em composições com cimento CPIIF durante o estado fresco e avaliar o seu impacto no estado endurecido. Para tanto, propôs-se uma abordagem de pesquisa inovadora na qual as propriedades das fases que compõem esses sistemas são avaliadas separadamente, determinando-se o impacto da utilização dos AIA em água, nas pastas de cimento e nas argamassas. Os resultados apontam que a quantidade efetiva de incorporador de ar e a qualidade da água afetam a capacidade espumante, que os aditivos não afetam a reação de hidratação do cimento, que a temperatura afeta as propriedades no estado fresco e endurecido das pastas, que é possível prever a porosidade resultante na argamassa a partir dos resultados observados na fase aquosa, que a distribuição granulométrica dos agregados é a variável de maior impacto nas propriedades reológicas e na permeabilidade das argamassas, propriedade intimamente ligada à durabilidade do revestimento. / The use of air-entraining agents (AEA) in rendering mortars is a common practice on the building sector because many advantages may be obtained in the fresh and hardened properties. However, in spite of the technology and chemistry of the admixtures knowhow, the air-incorporation in the cementitious materials is, still, very empirical and the use of AEA has being pointed out as a complex operational factor: its presence in the formulation gets the mortar very sensitive to the process, temperature, transport etc. and this variables can directly affect the hardened properties. In fact, the performance of these materials is very dependent of the quantity, size, distribution and stability of the air bubbles incorporated in the fresh state and in the practice, the difficult to control the aerated materials properties has dissuaded the utilization of this technique in many applications in the building sector. So, in spite of the potential virtues, the less of process control gets difficult the employment of the aerated mortars and concretes as sustainable materials. A probably cause of the air incorporation uncontrolled is that the rate of air generation in the cementitious materials is not correctly understand because the most researches are focused in the consequence and not in the cause. Thus, to try to eliminate such scientific/technology gap, this present PHD work was carried out to learn the kinetic of air incorporation in the pastes and mortar in the fresh state and evaluates the impact in the hardened state. For this, was proposed a innovative boarding where the phases that compound the systems will be research separately, determining the AEA impact on water, on the suspensions and on the mortars. The results show that the foaming capacity is influenced by the effective air-entraining admixture content and the water quality, that the cement hydration reaction was not influenced by AEA, that the temperature affects the rheological and hardened properties of suspensions, that it is possible to predict the mortar porosity from the results obtained in the water phase, that the fresh properties of mortars and it permeability (property closed related with rendering performance) were mainly affected by the aggregates granulometric distribution.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarbaraTVC_DISSERT.pdf: 1658073 bytes, checksum: a8e062b31cc3e0aac098d1a331a65943 (MD5) Previous issue date: 2013-05-27 / Pastas a base de cimento Portland s?o utilizadas na cimenta??o de po?os de petr?leo. Elas consistem de uma mistura de part?culas s?lidas de cimento dispersas em ?gua e aditivos. Atualmente, diversos materiais alternativos s?o utilizados como aditivos, objetivando a modifica??o e a melhoria das propriedades das pastas de cimento, especialmente no aumento da fluidez. Novos aditivos plastificantes s?o capazes de suportar as diversas condi??es de po?os, promovendo propriedades no estado fluido compat?veis ?s condi??es exigidas para cimenta??o.Dispersantes s?o os componentes da pasta que garantem fluidez, al?m de proporcionar controle na ?gua perdida por filtra??o na forma??o porosa, garantindo o sucesso da opera??o de bombeio. Em deter minados campos, al?m do efeito da profundidade, as condi??es geol?gicas das forma??es promovemvaria??es do gradiente de press?o e temperatura ao longo da profundidade vertical do po?o. Recentemente, diversos aditivos qu?micos da ind?stria da constru??o civil tem sido estudados em condi??es de cimenta??o de po?os de petr?leo. V?rios produtos testados tem apresentado desempenho superior aos produtos normalmente empregados pela ind?stria de petr?leo com boa rela??o custo/benef?cio em fun??o do volume de mercado da constru??o civil. Resultados promissores na sele??o de aditivos com fun??o dispersante da constru??o civil para opera??es de cimenta??o de po?os de petr?leo onshore foram obtidos para temperaturas at? 80?C. O potencial de uso desses aditivos permite estabelecer novas solu??es para problemas encontrados na cimenta??o de po?os de petr?leo HPHT, po?os sujeitos ? inje??o de vapor, po?os depletados e po?os produtores de g?s. Na constru??o civil, os superplastificantes permitem reduzir o fator ?gua/cimento das argamassas proporcionando melhoria de propriedades como resist?ncia mec?nica e fluidez. Assim, o objetivo deste trabalho foi o estudo e a caracteriza??o reol?gica de pastas constitu?das de cimento Portland, ?gua e aditivos do tipo plastificante, com fun??o dispersante a base de naftaleno condensado e policarboxilato, na faixa de temperaturas de 58?C e 70?C. As condi??es utilizadas para a avalia??o dos aditivos alternativos foram baseadas em uma cimenta??o prim?ria para um po?o hipot?tico de 2200 m de profundidade e gradientes geot?rmicos de 1,7?F/100 p?s e 2,1?F/100 p?s. Os resultados demonstraram a grande efici?ncia e o poder dispersivo do policarboxilato para as temperaturas estudadas. O aditivo promoveu alta fluidez, sem efeitos de sedimenta??o da pasta. O dispersante ? base de naftaleno reduziutant o a viscosidade pl?stica como o limite de escoamento acimada concentra??o a partir de 0,13%. O modelo de Bingham descreveu bem o comportamento reol?gico das pastas com policarboxilato para todas as concentra??es

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-16T20:26:44Z No. of bitstreams: 1 RamonVictorAlvesRamalho_DISSERT.pdf: 3544431 bytes, checksum: 87ec396d0fd97098e89f51fc29eb2b56 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-18T22:27:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RamonVictorAlvesRamalho_DISSERT.pdf: 3544431 bytes, checksum: 87ec396d0fd97098e89f51fc29eb2b56 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T22:27:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamonVictorAlvesRamalho_DISSERT.pdf: 3544431 bytes, checksum: 87ec396d0fd97098e89f51fc29eb2b56 (MD5) Previous issue date: 2016-02-12 / A inje??o de vapor ? um m?todo de recupera??o de petr?leo realizado injetando vapor diretamente no po?o at? o reservat?rio. O vapor provoca a dilata??o do revestimento, que ap?s a redu??o na temperatura tende a voltar ?s dimens?es iniciais, provocando a forma??o de trincas no cimento e perda de isolamento hidr?ulico. Neste contexto, o L?tex do tipo SBR ? utilizado para melhorar a flexibilidade da matriz do cimento reduzindo as falhas por fadiga. Para evitar estas falhas, os par?metros de resist?ncia mec?nica devem ser rigorosamente ajustados ?s condi??es do po?o. Para o estado fresco, as pastas de cimento devem permanecer fluidas e homog?neas, durante o bombeio, para que seu deslocamento n?o comprometa a janela operacional do po?o. Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento mec?nico de sistemas de pasta de cimento Portland, aditivadas com L?tex SBR, para cimenta??o de po?os de petr?leo sujeitos ? inje??o de vapor. Atrav?s do planejamento fatorial composto central foi estudado o comportamento da resist?ncia ? compress?o API variando a densidade da pasta entre 1,75g/cm? (14,6 lb/Gal) e 1,89 g/cm? (15,8lb/Gal), o tempo de cura entre 4 dias e 28 dias e concentra??o de L?tex SBR entre 0 L/m? e 534,722 L/m? (0 gpc e 4 gpc). Os resultados apontam que o com o aumento da concentra??o do l?tex SBR, dentro os intervalos determinados, ocorreu uma diminui??o significativa da resist?ncia ? compress?o pelo aumento da capacidade de deforma??o el?stica da pasta. A partir dos resultados obtidos ? poss?vel determinar melhores condi??es de formula??o de pastas aplic?veis em opera??es de cimenta??o de po?o de petr?leo sujeito ? inje??o de vapor. / Steam injection is an oil recovery method accomplished by introducing steam directly into the oil well to the reservoir. The steam causes dilation of the casing, which, after reduction in temperature, tends to return to the initial dimensions: causing the formation of cracks in the cement and loss of hydraulic isolation.. In this context, the type of the SBR latex is used to improve the flexibility of the cement matrix by reducing the amount of fatigue failure. To prevent these failures, the mechanical resistance parameters should be carefully adjusted to well conditions. This work aims to study the mechanical behavior of cement slurry systems additivated with SBR latex for cementing oil wells subject to steam injection. Through the central composite factorial design was studied the behavior of the compressive strength by varying the density of the paste between 1.75 g /cm? (14.6 lb/ Gal) and 1.89 g/cm? (15,8lb / Gal), curing time between 4 days and 28 days and concentration of SBR Latex between 0 L / m? and 534.722 L / m? (0 gpc and 4 gpc). The results showed that increasing the concentration of SBR latex, within the given ranges, there was a decreased compression resistance and elastic modulus by increasing the elastic deformability of the slurry. From the results it can determine best slurries formulation conditions in oil well cementing operations subject to steam injection.

O cimento Portland, em seus diferentes tipos e classes, é o principal constituinte dos concretos e das argamassas, e é aplicado em todas as tipologias de obras de construção civil. Caso as propriedades do mesmo sofram variações, em função de diversos fatores, esta variabilidade influenciará nas propriedades do concreto, pelo fato do cimento Portland ser seu principal constituinte. Neste sentido, o presente trabalho visa analisar a variabilidade de diferentes tipos e marcas de cimentos produzidos no Brasil através do cálculo da média, do coeficiente de variação, da resistência característica à compressão, bem como determinar os coeficientes de crescimento de resistência à compressão entre as idades preconizadas, conforme as especificações normativas de cada cimento. Os dados para o estudo pertencem ao registro de ensaios efetuados pelo Laboratório de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul, compreendidos entre o período de 1992 a 2012. Este banco de dados permitiu a realização das análises considerando duas faixas de tempo relacionadas a dois distintos momentos da economia brasileira, entre 1992 a 2003, referente ao pequeno crescimento do país e da indústria cimenteira, e entre 2004 a 2012, relacionado à retomada do crescimento do Brasil e consequente aumento do consumo de cimento. Da mesma forma, foi possível, separar os fabricantes de cimento que possuem o selo de qualidade segundo os padrões da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) – “Com Selo” – dos que não possuem – “Sem Selo”. Dentre as principais conclusões, pode-se ressaltar que quando analisado de forma geral, por tipo de cimento, os índices de consistência médios variam de 165mm para o CP I S a 186 mm para o CP V ARI RS, com coeficientes de variação entre 7,77% para o CP II Z 32 a 13,70% para o CP IV 32 RS; as superfícies específicas Blaine médias variam de 3480 cm²/g para o CP I S a 5170 cm²/g para o CP V ARI RS, com coeficientes de variação entre 6,21% para o CP I S 32 a 12,2% para o CP IV 32 RS; as resistências mínimas especificadas em norma foram respeitadas para todas as idades, tomando as resistências médias à compressão; em contraposição, somente os cimentos CP II Z 32 e CP II Z 32 RS atingiram as resistências características à compressão mínimas em relação à norma para todas as idades. / The Portland cement, in its different types and classes, is the main component of concrete and mortar and is applied in all types of civil construction works. If its properties suffer changes, depending on various factors, this variability will influence the properties of the concrete, because the Portland cement being its main constituent. Accordingly, this study aims to analyze the variability of different types and marks of cement produced in Brazil by calculating the mean, coefficient of variation, characteristic compression strength, and determining the coefficients of the development of compressive strength among the recommended ages, according to the normative specifications of each cement. The database for the study belong to the record of tests conducted by the Laboratory for Civil Construction Materials of Foundation of Science and Technology of Rio Grande do Sul state , ranging from the period 1992-2012. This database allowed the analyzes considering two time slots related to two distinct moments of the Brazilian economy, between 1992 and 2003, concerning the small development of the country and cement industry, and between 2004 and 2012, related to the resumption of development in Brazil and consequently an increase in cement consumption. Similarly, was possible to separate the cement manufacturers who have the seal of quality standards in the ABCP (Brazilian Association of Cement Portland) – “With Seal” - of those without the seal – “Without Seal”. Among the main conclusions, can be noted that when analyzed in general, by type of cement, the rate of medium consistency ranging from 165mm to 186mm for the CP I S to CP V ARI RS, with coefficients of variation ranging from 7.77% to 13.70% for the CP II Z 32 to CP IV 32 RS; averages Blaine specific areas ranging from 3480cm²/g to 5170cm²/g for the CP I S to CP V ARI RS, with coefficients of variation ranging from 6.21% to 12.2% for the CP I S 32 to CP IV 32 RS; the minimum resistance specified in the standard have been respected for all ages, taking the average compressive strength; in contrast, only CP II Z 32 and CP II Z 32 RS cements reached the resistance characteristics to the minimum compression relative to the standard for all ages.

Alguns materiais, constituídos quase que exclusivamente por sílica, são empregados, de forma suplementar ao cimento Portland, por promoverem melhorias ao concreto, devido aos seus efeitos físicos e pozolânicos, além de atenderem a questões ambientais. No entanto, essa sílica pode gerar produtos indesejados na presença de álcalis, sendo este fenômeno conhecido como reação álcali sílica (RAS). Na presença de água, esses produtos são capazes de expandir no interior da massa de concreto, provocando fissuras internas e externas e, em casos mais graves, a degradação do elemento estrutural. Com a finalidade de evitar essa manifestação patológica, o presente trabalho propõe-se avaliar o potencial reativo frente à RAS da sílica ativa e dois tipos de cinzas da casca do arroz (CCA), uma comercial e outra residual. Nessa investigação foram adotados os teores de 5 a 50 %, utilizados como substituição parcial ao cimento Portland padrão. Os métodos de ensaio adotados nesta pesquisa foram o método acelerado em barras de argamassa segundo a NBR 15577 - 4/5, e dois novos métodos acelerados (cubos de pasta e prismas). O métodos acelerado em cubos de pasta avaliou a resistência à compressão, enquanto o método em prismas de pasta avaliou a variação dimensional. Os resultados obtidos em barras de argamassa apontaram que ambas as CCA investigadas, foram reativos frente à RAS. No entanto, o teor de 50 %, em ambas as CCA, se mostrou inócuo para essa reação. A sílica ativa foi considerada inócua em todos os teores avaliados. O aditivo superplastificante empregado não foi eficiente em reduzir a expansão provocada pela CCA. Os ensaios que avaliaram a expansão em prismas de pasta apresentaram uma ótima correlação positiva com o método normalizado em barras de argamassa. Nos prismas de pasta com 25 % de CCA industrial foram identificados os compostos franzinite, chessexite e thaumasite. Estes compostos apresentaram morfologia de acículas ora tortuosas ora delgadas e retilíneas compondo todas as amostras coletadas dessa pasta. A análise termogravimétrica apontou o alto poder adsorvente de água dessa pasta. Em conclusão, o ensaio em prismas de pastas a 48°C com 1,25 % de Na2Oeq demonstrou ser um método prático laboratorialmente e apresentou um grande potencial para avaliar os materiais suplementares ao cimento Portland frente a RAS, além de facilitar identificação dos produtos que provocaram expansão. / Some materials, consisting almost exclusively for silica, are employed, supplementary form to Portland cement, for promoting improvements to concrete, due to their physical and pozzolanic effects and environmental issues. However, this silica may generate unwanted products in presence of alkalis. This phenomenon is known as alkali-silica reaction (ASR). In the presence of water, these products are able to expand inside concrete, generating internal and external cracks and, in severe cases, structural element degradation. In order to prevent this pathologic manifestation, the aim of the present study was to evaluate reactive potential in ASR of fume silica and two types of rice husk ash (RHA), a manufacturing and residual. Levels of 5 to 50 % were used as partial replacement to standard Portland cement. In the present study, accelerated method in mortar bars according to NBR 15577 - 4/5 and two new accelerated methods (pastes cubes and prisms) were used. Accelerated method in paste cubes evaluated compressive strength, while method in paste prims evaluated dimensional change. Results in mortar bars demonstrated, both RHA, were reactive to ASR. However, level of 50 %, both RHA, was innocuous to ASR. Fume silica was innocuous to ASR at all levels evaluated. Superplasticizer additive was not effective to reduce to expansion caused by RHA. In the cubes assay was possible to evaluate the reactive potential to ASR by analysis of variation coefficient. Results demonstrated a positive correlation between expansion in paste prism and standard method in mortar bars. In the paste prism with 25 % of RHA manufacturing were identified compounds of franzinite, chessexite and thaumasite. These compounds presented morphology of needles sometimes tortuous and sometimes thin and straight in all samples. Thermogravimetric analysis showed the high adsorbent power of water in this paste. In conclusion, paste prims assay at 48ºC with Na2Oeq 1.25 % demonstrated to be a practical laboratory method and presented a great potential to evaluate additional material to Portland cement in front of ARS, and this assay facilitates the identifications of products that cause expansion.

[pt] Uma grande quantidade de subprodutos é gerada por indústrias, surgindo a necessidade de encontrar um destino para estes resíduos. A escória de cobre proveniente do processo abrasivo é um exemplo que, após os ciclos de jateamento, é descartada no meio ambiente. A utilização desse resíduo na pavimentação pode ser uma alternativa de destino, além de evitar possíveis impactos ambientais. Esta pesquisa apresenta o estudo da incorporação da escória de cobre pós-jateada ao solo natural de Sergipe e cimento Portland. Os materiais utilizados foram solo areno-argiloso, escória proveniente de processo de jateamento e cimento de alta resistência inicial. O programa experimental envolveu ensaios de caracterização física, compactação, índice de suporte califórnia, dosagem físico-química, resistência à compressão simples, resistência à tração, módulo de resiliência, durabilidade, permeabilidade, análises químicas, mineralógicas e microscopia de varredura. O programa computacional SisPav foi utilizado para simular o dimensionamento das camadas do pavimento com o material pesquisado. Ficou constatado um teor de cimento entre 7 e 9 por cento para melhoramento do solo, onde a adição de escória proporciona uma estabilização granulométrica com redução de cerca de 3 por cento de cimento, em relação ao compósito solo-cimento. A mistura com 30 por cento de escória e 5 por cento de cimento alcançou maiores picos de resistência, maior módulo de resiliência, baixa perda de massa, mesma resistência à tração em relação à mistura de solo-cimento sem escória, bem como redução da permeabilidade em relação ao solo puro. Os resultados possibilitaram indicar o emprego da escória de cobre pós-jateada em misturas com solo-cimento para aplicação em base de pavimentos, contribuindo em uma ação mitigadora dos impactos ao meio ambiente com um fim mais nobre a esse resíduo. / [en] A large amount of by-products is generated by industries, becoming needed to find a destination for these wastes. Copper slag from the abrasive process is an example, which, after the blasting cycles, is discarded into the environment. The use of this residue in the paving can be an alternative destination, besides avoiding possible environmental impacts. This research presents the study of the incorporation of post-blasted copper slag to the natural soil of Sergipe and Portland cement. The materials used were sand-clayey soil, slag from blasting process and cement of high early strength. Laboratory tests carried out involved geotechnical characterization, compaction, california bearing ratio, physic-chemical dosage, unconfined compressive strength and tensile strength, resilient modulus, durability test, permeability test, chemical and mineralogical analysis and microscopy. The computer program SisPav was used to simulate the design of pavement of the researched material. It was observed a cement content between 7 and 9 percent for the soil and that the slag provides a granulometric stabilization with reduction of about 3 percent of cement, in relation to the soil-cement. The mixture with 30 percent of slag and 5 percent of cement reached highest strength and resilient modulus, lowest mass loss, same tensile strength compared to the mixture without slag, and reduced permeability compared to natural soil. The results indicate the use of post-blasted copper slag in mixtures with soil-cement for application in the base of pavements, contributing in a mitigating action of the impacts to the environment with a more noble purpose to this residue.

Nas últimas décadas, a busca pelo desenvolvimento sustentável vem influenciando indústrias de diversos setores a procurar uma destinação correta para os seus resíduos, esta ação visa reduzir os impactos ambientais gerados pelas diversas atividades de cada indústria. Neste sentido, a construção civil se mostra um setor potencial para este emprego, visto a elevada quantidade de matéria-prima de origem natural consumida. No estado do Rio Grande do Sul, onde há a terceira maior produção de pedras preciosas do Brasil, as etapas do beneficiamento de pedras, como a ágata, geram resíduos que requerem solução quanto ao seu destino final. O resíduo de ágata apresenta-se sob três formas: pó, com formato mais arredondado; agregado miúdo, alongado, e a terceira no formato de agregado graúdo, também alongado, todos de coloração clara. No entanto, sempre que se almeja empregar um resíduo, inicialmente é preciso avaliar suas possibilidades de aplicação, frente a questões de sua aplicabilidade técnica, ambiental e econômica. O presente trabalho tem por objetivo estimar a influência dos agregados de ágata, quando substituindo o agregado miúdo de calcário, tradicionalmente utilizado em matrizes cimentícias de cimento Portland branco. O estudo foi desenvolvido iniciando-se pela caraterização dos materiais que foram utilizados, passando posteriormente à realização de ensaios de caracterização de argamassas no estado fresco e no estado endurecido. No estado fresco foram avaliados o índice de consistência e a reologia da mistura, através da reometria rotacional e do squeeze flow. No estado endurecido foram avaliadas as propriedades mecânicas, através dos ensaios de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, densidade de massa aparente, módulo de elasticidade dinâmico, e de durabilidade, avaliando a absorção de água por capilaridade e a reação álcali-agregado. Verificou-se influências significativas quanto à substituição dos agregados miúdos por pó de rolagem de ágata. No estado fresco observou-se que as argamassas com pó de rolagem de ágata demandaram maior consumo de água e apresentaram maior plasticidade. Já no estado endurecido, as argamassas produzidas com o agregado miúdo de ágata apresentaram uma resistência à compressão e resistência à tração na compressão diametral inferior quando comparadas às argamassas produzidas com calcário, com diferentes relações água aglomerante. Além disso, as argamassas produzidas com agregado miúdo de ágata apresentaram densidade de massa aparente e módulo de elasticidade inferior quando comparada com as argamassas com agregado miúdo de calcário. Quanto à absorção de água por capilaridade, as argamassas produzidas com pó de rolagem de ágata apresentaram menor índice de absorção, com exceção dos traços produzidos sem pó de rolagem de ágata, onde o calcário apresentou uma menor absorção de água por capilaridade. No ensaio de reação álcali-agregado, o agregado miúdo de ágata foi considerado reativo, no entanto a combinação entre este agregado e o pó de rolagem de ágata gerou resultados inócuos. / In recent decades, the demand for sustainable development has been influencing industries from many sectors to seek a proper destination for their waste. The use of waste for other purposes aims to reduce the environmental impacts. In this context, the civil construction industry is a potential sector for this use, since the high amount of natural raw material used, being a viable alternative to reduce their environmental impact. Thus, in the state of Rio Grande do Sul, where there is the third largest production of precious stones of Brazil, processing stages of the stones, such as agate, generate waste that requires solution in relation to its final destination. Agate residues are found in three different forms: powder, with rounded shape; fine aggregate, with elongated shape, and coarse aggregate, also with elongated shape, all light-colored. The use of waste requires knowledge of their application possibilities, trying to evaluate the feasibility of its use in the technical, environmental and economic point of view. The objective of this study was to evaluate the influence of the use of agate aggregates in mortar for white concrete, replacing limestone fine aggregate, usually employed in cementitious matrices of white Portland cement. The study started with the characterization of the materials that were used and conducting to perform the tests in fresh and hardened state. The samples in fresh state were investigated by consistency index and squeeze flow. In the hardened state, samples were subjected to compression tests, tensile strength in diametrical compression, bulk density, dynamic modulus of elasticity, and also durability tests were used to evaluate the absorption of water by capillarity and the alkali-aggregate reaction. The results have shown significant influences in the substitution of fine aggregates by agate powder. In the fresh state it was observed that the mortars with agate powder required higher consumption of water and had better plasticity. In the hardened state, it was observed that mortars with agate fine aggregate showed lower compressive and tensile strength in diametrical compression, bulk density and modulus of elasticity compared to mortars made with limestone. In addition, the mortars produced with agate powder showed lower absorption of water by capillarity, except for mixtures produced without agate powder, where the limestone causes a lower water absorption by capillarity. In the alkali-aggregate reaction the agate fine aggregate can be considered reactive. However, the combination of this aggregate and agate powder can be considered innocuous.

Alguns materiais, constituídos quase que exclusivamente por sílica, são empregados, de forma suplementar ao cimento Portland, por promoverem melhorias ao concreto, devido aos seus efeitos físicos e pozolânicos, além de atenderem a questões ambientais. No entanto, essa sílica pode gerar produtos indesejados na presença de álcalis, sendo este fenômeno conhecido como reação álcali sílica (RAS). Na presença de água, esses produtos são capazes de expandir no interior da massa de concreto, provocando fissuras internas e externas e, em casos mais graves, a degradação do elemento estrutural. Com a finalidade de evitar essa manifestação patológica, o presente trabalho propõe-se avaliar o potencial reativo frente à RAS da sílica ativa e dois tipos de cinzas da casca do arroz (CCA), uma comercial e outra residual. Nessa investigação foram adotados os teores de 5 a 50 %, utilizados como substituição parcial ao cimento Portland padrão. Os métodos de ensaio adotados nesta pesquisa foram o método acelerado em barras de argamassa segundo a NBR 15577 - 4/5, e dois novos métodos acelerados (cubos de pasta e prismas). O métodos acelerado em cubos de pasta avaliou a resistência à compressão, enquanto o método em prismas de pasta avaliou a variação dimensional. Os resultados obtidos em barras de argamassa apontaram que ambas as CCA investigadas, foram reativos frente à RAS. No entanto, o teor de 50 %, em ambas as CCA, se mostrou inócuo para essa reação. A sílica ativa foi considerada inócua em todos os teores avaliados. O aditivo superplastificante empregado não foi eficiente em reduzir a expansão provocada pela CCA. Os ensaios que avaliaram a expansão em prismas de pasta apresentaram uma ótima correlação positiva com o método normalizado em barras de argamassa. Nos prismas de pasta com 25 % de CCA industrial foram identificados os compostos franzinite, chessexite e thaumasite. Estes compostos apresentaram morfologia de acículas ora tortuosas ora delgadas e retilíneas compondo todas as amostras coletadas dessa pasta. A análise termogravimétrica apontou o alto poder adsorvente de água dessa pasta. Em conclusão, o ensaio em prismas de pastas a 48°C com 1,25 % de Na2Oeq demonstrou ser um método prático laboratorialmente e apresentou um grande potencial para avaliar os materiais suplementares ao cimento Portland frente a RAS, além de facilitar identificação dos produtos que provocaram expansão. / Some materials, consisting almost exclusively for silica, are employed, supplementary form to Portland cement, for promoting improvements to concrete, due to their physical and pozzolanic effects and environmental issues. However, this silica may generate unwanted products in presence of alkalis. This phenomenon is known as alkali-silica reaction (ASR). In the presence of water, these products are able to expand inside concrete, generating internal and external cracks and, in severe cases, structural element degradation. In order to prevent this pathologic manifestation, the aim of the present study was to evaluate reactive potential in ASR of fume silica and two types of rice husk ash (RHA), a manufacturing and residual. Levels of 5 to 50 % were used as partial replacement to standard Portland cement. In the present study, accelerated method in mortar bars according to NBR 15577 - 4/5 and two new accelerated methods (pastes cubes and prisms) were used. Accelerated method in paste cubes evaluated compressive strength, while method in paste prims evaluated dimensional change. Results in mortar bars demonstrated, both RHA, were reactive to ASR. However, level of 50 %, both RHA, was innocuous to ASR. Fume silica was innocuous to ASR at all levels evaluated. Superplasticizer additive was not effective to reduce to expansion caused by RHA. In the cubes assay was possible to evaluate the reactive potential to ASR by analysis of variation coefficient. Results demonstrated a positive correlation between expansion in paste prism and standard method in mortar bars. In the paste prism with 25 % of RHA manufacturing were identified compounds of franzinite, chessexite and thaumasite. These compounds presented morphology of needles sometimes tortuous and sometimes thin and straight in all samples. Thermogravimetric analysis showed the high adsorbent power of water in this paste. In conclusion, paste prims assay at 48ºC with Na2Oeq 1.25 % demonstrated to be a practical laboratory method and presented a great potential to evaluate additional material to Portland cement in front of ARS, and this assay facilitates the identifications of products that cause expansion.

A produção de cimento gera um impacto ambiental negativo, principalmente relacionado à emissão de dióxido de carbono (CO2). O clínquer do cimento sulfoaluminato de cálcio belítico (CSAB) possui um menor teor de óxido de cálcio e é produzido com uma reduzida temperatura de sinterização (aproximadamente 200ºC a menos em relação ao clínquer Portland), sendo considerado mais eco-amigável. Para a produção do cimento CSAB são necessárias matérias-primas ricas em alumínio e convencionalmente a bauxita é o minério utilizado para compor a farinha, o que mais onera a produção desse tipo de cimento. Soma-se ainda o fato que a geração de resíduos e subprodutos industriais torna-se inerente aos processos e o coprocessamento de resíduos vem sendo cada vez mais utilizado por razões ambientais e energéticas. Logo, fontes alternativas de alumina são fundamentais para a viabilização deste cimento e o aproveitamento de resíduos agregaria um valor econômico e sustentável ao produto final. De modo estequiométrico, a bauxita pode ser completamente substituída pelo lodo de anodização do alumínio (LAA), o qual também pode complementar o conteúdo de alumínio de outros resíduos, valorizando-os. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção e as propriedades de clínqueres/cimentos CSAB a partir da substituição da bauxita por cinza pesada e LAA. Para a caracterização das matérias-primas, clínqueres e cimentos nos estados anidro e hidratado foram utilizadas as seguintes técnicas: fluorescência de raios X; microscopia eletrônica de varredura e espectrometria por energia dispersiva; termogravimentria; calorimetria; e difração de raios X com refinamento pelo método de Rietveld. A partir dos resultados obtidos, a substituição da bauxita foi limitada a nível parcial devido à elevada formação de belita e periclásio. Nos clínqueres produzidos, foi constatado que a presença da cinza pesada favorece a formação da estrutura cristalina ortorrômbica da fase ye’elimita. A presença dos resíduos altera a quantificação das fases, porém não compromete a estabilização das mesmas. A presença dos resíduos na composição dos cimentos afeta o período inicial de hidratação devido à redução do conteúdo de ye’elimita. Nos clínqueres produzidos com cinza pesada, ocorre a formação de até 12,6% da fase alita a 1250ºC, principal constituinte do clínquer Portland. / Cement production generates high negative environmental impact, mainly associated to CO2 emissions. Calcium sulfoaluminate belite cement clinker (CSAB) has lower content of calcium oxide, and sintering reduced temperature (about 200°C lower than that used for Portland clinker), being considered as eco-friendly binder. For its production high amount of alumina is required, however the scarcity and high cost of bauxite make these cements costly. Additionally, the generation of waste and by-products becomes a drawback in the industrial processes and the coprocessing of wastes in cement plants is increasing for environmental and energy savings reasons. Alternative sources of alumina would add an economic and sustainable value to the final product and previous work has shown that the aluminum anodizing sludge can replace bauxite in the production process. Other sources of wastes can also be a possibility to increase the production and reduce the raw materials costs of these cements. Thus, the objective of this study was the evaluation of novel CSAB cements produced with bauxite replacement by bottom ash and aluminum anodizing sludge. CSAB cements were produced in the laboratory from different amounts of sludge and ashes. The raw materials, clinkers/cements and hydration products were physicaly-chemicaly and mechanical characterized. Results showed that the mineralogy composition of CSAB clinker was strongly affected due to the addition of bottom ash. The amount of bottom ash waste replacing bauxite controls the belite and periclase formation. Also it influences the early age hydration due the reduced ye’elimite formation and important changes in the crystalline structures of this phase occurs in the clinkers. Clinkers prepared from these replacement, are able to form 12.6% of alite (main phase Portland clinker), not normally found in CSAB clinkers, being sintered at 1250°C.