Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-04T13:15:17Z No. of bitstreams: 1 NIVALDO TIMÓTEO DE ARRUDA FILHO - DISSERTAÇÃO PPGEA 2011..pdf: 5184330 bytes, checksum: 4dd737343af7919e1972cd31963d1d84 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T13:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NIVALDO TIMÓTEO DE ARRUDA FILHO - DISSERTAÇÃO PPGEA 2011..pdf: 5184330 bytes, checksum: 4dd737343af7919e1972cd31963d1d84 (MD5) Previous issue date: 2011-02 / Capes / Avalia-se neste trabalho, a produção de elementos construtivos leves a partir de matrizes cimentícias com incorporação de resíduos industriais e fibras de sisal bem como, a potencialidade da adição dessas fibras e o uso da metacaulinita e dos resíduos de produção de tijolos cerâmicos moídos, como substitutos parciais do cimento Portland. Os materiais foram caracterizados física, química e mineralogicamente, além de determinado as resistências mecânicas dos compósitos produzidos. Utilizou-se de trabalhos de reologia para encontro da pasta matriz de revestimento com adequado teor de adições pozolânicas e aditivo superplastificante. Foram avaliadas as resistências da placa de EVA, da pasta matriz de revestimento encontrada com e sem adição de fibras e do novo compósito formado pela união destes dois elementos. Utilizou-se a técnica de alinhamento de fibras com intuito de incrementar resistência ao novo compósito leve. Os ensaios de reologia do material indicaram que o tijolo moído mostrou-se mais eficiente que a metacauhmta para o mesmo teor de substituição e que, a porcentagem de 2,1% de aditivo superplastificante e a mistura M 8OC1 10TM 10MC foi considerada ideal para tornar a matriz resistente e auto-adensável; o que não se observou nos ensaios de resistência mecânica, onde a metacaulinita superou os resultados obtidos com a adição do tijolo moído. A adição da matriz com fibras alinhadas incrementou de forma significativa na resistência a tração na flexão do novo compósito leve superando em 74,78% a placa de EVA, em 35,98% a placa de EVA revestida com matriz sem fibras e em 4,23% a placa de EVA revestida com matriz adicionada de fibras distribuídas de forma randômica. / It is estimated this work. the production of lightweight construction elements from cement matrix incorporating industrial waste and sisal fíbers as well as adding the capability of these fibers and the use of metakaolin and waste production of clay bricks ground, as partial replacement of Portland cement. The materiais were characterized physically, chemically and mineralogically, and determined the mechanical strength of the composites produced. We used to work against the pulp rheology for coating the array with appropriate content of pozzolanic additions and superplasticizer. We evaluated the resistance of the plate, EVA matrix coating folder found with and without addition of new fibers and the composite formed by the union of these two elements. We used the technique of alignment of fibers with a view to increasing resistance to the new lightweight composite. Tests rheology of the material indicated that the crushed brick was more efficient than the metakaolin to the same levei of replacement and that the percentage of 2.1% of superplasticizer and mixing M 80Ci 10TM 10MC was considered ideal for making matrix resilient and self-compacting, which was not observed in tests of strength, where metakaolin surpassed the results obtained with the addition of crushed brick. The addition of the matrix with aligned fibers increased significantly in tensile strength in bending the new lightweight composite outpertòrming 74.78% of the board of EVA, while 35.98% of the plate coated with EVA matrix without fibers and 4, 23% of the plate coated with EVA matrix added fiber distnbuted randomly.

Cada vez mais freqüente, a utilização de técnicas tradicionais da engenharia geotécnica depara-se com obstáculos de caráter econômico e ambiental. A técnica do solo-cimento tornase atrativa quando o melhoramento das propriedades do solo do local constitui-se em uma alternativa de projeto. A técnica de tratamento de solos com cimento encontra aplicação, por exemplo, na construção de bases para pavimentos, na proteção de taludes em barragens de terra, como camada de suporte para fundações superficiais, como remediação de solos contaminados e como barreiras de contenção de contaminantes. Desta forma, esta tese tem por objetivo analisar a influência da quantidade de cimento, da porosidade e da umidade de moldagem sobre o comportamento físico e químico de um solo argiloso artificialmente cimentado e contaminado. O programa experimental consiste em caracterizar os materiais utilizados, analisar fisicamente as misturas solo-cimento e solo-cimento-contaminante, através de ensaios de resistência à compressão simples, medidas de sucção e condutividade hidráulica. Quimicamente serão realizados ensaios de lixiviação em coluna e análises químicas e físico-químicas do lixiviado. Os resultados, quanto à caracterização, apresentam um material argiloso, oriundo de rochas riodacitos (riolito/dacito); quanto à resistência à compressão simples houve um aumento de resistência com o aumento da quantidade de cimento e com o aumento do peso especifico de compactação; quanto ao solo contaminado e cimentado ocorreu o mesmo comportamento, porém, com queda de resistência. A condutividade hidráulica obteve um decréscimo quando aumentado o peso especifico de moldagem, tanto para solo-cimento como para solo-cimento-contaminante. Para as análises químicas, a partir do ensaio de lixiviação, contatou-se redução de parâmetros de contaminação com a adição de cimento, principalmente com o aumento significativo do pH, devido ao aumento da quantidade de cimento. Concluiu-se que a quantidade de cimento e a diminuição da porosidade ocorrida pela maior densificação influenciam em ganho de resistência, à uma baixa permeabilidade e à uma baixa concentração de contaminante no lixiviado. / More and more the use of traditional techniques of the geotechnical engineering comes across obstacles of economic and environmental character. The technique of the soil-cement becomes attractive when the improvement of the properties of the local soil constituted in a project alternative. The technique of treatment of soils with cement finds application, for instance, in the construction of bases for pavements, in the protection of talus in land dams, as support layer for superficial foundations, as remediation of polluted soils and as barriers of contention of pollutants. This way, this theory has as objective to analyze the influence of the amount of cement, of the porosity and of the molding humidity over the physical and chemical behavior of a loamy soil artificially cemented and polluted. The experimental program consists of characterizing the used materials, to analyze the mixtures soil-cement and soil-cement-pollutant physically, through resistance samples to the simple compression, suction measures and hydraulic conductivity. The lixiviation samples will be chemically accomplished in column and chemical and physiochemical analyses of the lixiviated. The results, according to the characterization, present a loamy material, originating from rocks rhyodacite (rhyolite/dacite); according to the resistance to the simple compression there was a resistance increase with the rise of the amount of cement and with the increase of the weight specific of compaction; as for the polluted soil and cemented happened the same behavior, however, with resistance fall. The hydraulic conductivity suffered a decrease when increased the specific weight of molding, for soil-cement and for soil-cement-pollutant. (Continue For the chemical analyses, starting from the lixiviation samples, it was reached a reduction of parameters of contamination with the cement addition, mainly with the significant increase of the pH, due to the increase of the amount of cement. It was concluded that the amount of cement and the decrease of the porosity happened by the largest densification influence in resistance adding, as well as they provide a low permeability and a low pollutant concentration in the lixiviated. / Cada vez más la utilización de técnicas tradicionales de la ingeniería geotécnica se depara con obstáculos de carácter económico y ambiental. La técnica del suelo-cemento se vuelve atractiva cuando el mejoramiento de las propiedades del suelo local se constituye en una alternativa de proyecto. La técnica de tratamiento de suelos con cemento encuentra aplicación, por ejemplo, en la construcción de bases para pavimentos, en la protección de taludes, en presas de tierra, como camada de soporte para fundaciones superficiales, como remediación de suelos contaminados y como barreras de contención de contaminantes. Esta tesis tiene por objetivo analizar la influencia de la cantidad de cemento, de la porosidad y de la humedad del molde, sobre el comportamiento físico y químico de un suelo arcilloso artificialmente cementado y contaminado. El programa experimental consiste en caracterizar los materiales utilizados, analizar físicamente las mezclas suelo-cemento y suelo-cementocontaminante a través de ensayos de resistencia a compresión simple, medidas de succión y conductividad hidráulica. Químicamente serán realizados ensayos de lixiviación en columna y análisis químicos y físico-químicos del lixiviado. Los resultados, con respecto a la caracterización, presentan un material arcilloso, oriundo de rocas riodacitos (riolito/dacito). En cuanto a la resistencia el aumento de la misma es directamente proporcional al aumento de la cantidad de cemento y del peso especifico de compactación, referente al suelo contaminado y cementado ocurrió el mismo comportamiento, pero con disminución de resistencia. La conductividad hidráulica obtuvo una reducción cuando se produjo el aumento del peso específico, tanto para suelo-cemento como para suelo-cemento-contaminante. Para los análisis químicos, a partir del ensayo de lixiviación, se constato reducción de parámetros de contaminación con la adición de cemento, principalmente con el aumento significativo del pH. Se concluyó que la cantidad de cemento y la disminución de la porosidad ocurrida por l mayor compampactacion influencio en el aumento de resistencia, asi como porporciono baja permeabilidad y baja concentración de contaminante en el lixiviado.

The carbonation phenomenon, reaction between CO2 from the atmosphere in the presence of humidity with the Portland cement hydration products, induces pH reduction to levels that can cause the elimination of steel s protective layer, enabling the corrosion mechanism of the steel structure to start.. This is one of the main pathologies in the reinforced concrete and its occurrence depends on the existence of oxygen, humidity and potential difference between two different locations of the steel bar. This research analyzed the performance of different concrete mixtures produced with Portland cement with high levels of blast furnace slag, with and without the chemical activator sodium sulfate (Na2SO4), in relation to compressive strength, capillary absorption and carbonation. For comparison purposes, gray Portland cement concrete test samples were also cast. For the white Portland cement concrete, slag contents of 0% and 50%, without and with chemical activator at concentrations of 4% and 70% were chosen. With the gray Portland cement it was produced concrete with 0% and 50% of slag addition, with and without chemical activator. For each mixture was adopted water/binder ratios of 0.30, 0.42 and 0.55. The samples cast with white Portland cement, destined to the compressive strength tests were broken at 3, 7, 28 and 91 days and the capillary absorption tests were done 91 days after molding. The samples destined to accelerated carbonation tests, cast with the two kinds of cements, were submitted to an atmosphere with 2% CO2 concentration, temperature of 23±1ºC and relative humidity of 75±2%. The carbonation depths determination was realized in the ages of 0, 3, 6, 9 and 12 weeks, after entrance in the chamber. From results obtained it was noticed that compressive strength reduced as the slag content and water/binder ration increased. In more advanced ages, however, the difference in compressive strength between mixtures with slag and the reference mixture was smaller than in the first ages. The capillary absorption reduced with the slag content increase, as a consequence of the refinement pores. The carbonation depth, for the white and gray concretes, increased with the slag content and the chemical activator utilization. In a comparison between white and gray Portland cement concretes, for the same slag content and water/binder ratio, the higher carbonation depths were reached with the white concrete, and this difference was higher when the water/binder ratio was increased. / O fenômeno da carbonatação, reação entre o CO2 da atmosfera em presença de umidade com os produtos de hidratação do cimento Portland, provoca a redução do pH do concreto a níveis que podem causar a eliminação da película passivadora do aço, podendo ocorrer a instalação do mecanismo de corrosão das armaduras, uma das principais patologias em estruturas de concreto armado, desde que para isto, exista oxigênio, umidade e uma diferença de potencial entre dois pontos distintos da barra de aço. Esta pesquisa analisou o desempenho de diferentes misturas de concretos produzidos com cimento Portland branco com altos teores de escória de alto forno, com e sem ativador químico sulfato de sódio (Na2SO4), frente à resistência à compressão, absorção capilar e carbonatação. Para efeito de comparação da resistência à carbonatação, também foram moldadas amostras com concreto de cimento Portland cinza. Para o concreto de cimento Portland branco foram adotados os teores de adição de escória de 0%, 50% sem e com ativador químico no teor de 4% e 70%. Com o cimento Portland cinza foram produzidos concretos com 0% e 50% de adição de escória sem e com ativador químico. Para cada mistura foram adotadas três relações água/aglomerante, 0,30, 0,42 e 0,55. Os corpos-deprova, moldados com cimento Portland branco, destinados aos ensaios de resistência à compressão foram rompidos aos 3, 7, 28 e 91 dias e os ensaios de absorção capilar foram realizados 91 dias após a moldagem. As amostras destinadas ao ensaio de carbonatação acelerada, moldadas com os dois tipos de cimento, foram submetidas a uma atmosfera com concentração de 2% de CO2, temperatura de 23±1ºC e umidade relativa de 75±2%. A determinação da profundidade carbonatada foi realizada nas idades de 0, 3, 6, 9 e 12 semanas, após a entrada na câmara de carbonatação. Dos resultados obtidos constatou-se redução nos valores de resistência à compressão das misturas com escória com o aumento no teor de adição e da relação água/aglomerante, porém, em idades mais avançadas, a diferença entre as resistências das misturas com adição e aquelas da mistura de referência foi menor que nas primeiras idades. A absorção capilar diminuiu com o aumento no teor de adição de escória, conseqüência do refinamento dos poros. A profundidade de carbonatação, para os concretos branco e cinza, aumentou com o aumento no teor de escória e a utilização de ativador químico. Na comparação entre os concretos de cimento Portland branco e cinza analisados, para mesmo teor de adição e relação água/aglomerante, as maiores profundidades de carbonatação foram atingidas pelo concreto branco, e esta diferença foi maior à medida que aumentou a relação água/aglomerante.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Road transport is of great importance for many countries, in Brazil it can be even more extreme, due to the concentration of cargo through this modal. We also know that maintenance costs are elevated, forcing managers and researchers to find new alternatives to increase the utilization of materials, reduce energy consumption, speed up restoration interventions, among others. Besides the high costs, another important factor that stands out is the environmental issue, which is directly affected in the construction and maintenance of highways, whether using natural materials, movements of soils, in the fuel used by the equipment, etc. Thus, it becomes feasible to study reuse of old materials in the execution of highways recycling of deteriorated pavement, because all the material can be used for construction of a new layer, and with little addition of new materials for stabilization, reducing the consumption. Therefore, the material deteriorated asphalt pavement, the Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), is the objective of this research, aiming to stabilize pavement layers in two ways, the particle size and chemical stabilization, the latter with the addition of Portland cement and rice husk ash. This research aims to evaluate, through laboratory testing, the feasibility of using pure and stabilized milled material (mechanical, chemical and particle size) in layers of flexible pavements. The milled materials are from BR-290 and ERS-509. Particle size stabilization was performed and determined the level of 70% of milled material and 30% of natural aggregate. For testing of compressive strength were molded into test specimens of 10x20 cm with different levels of Portland cement (CP IV-32), and determine the content of 4,86% (BR-290) and 5,37% (ERS-569) from the compressive strength of 2.1 MPa at 28 days. From the results obtained, specimens were molded for testing the Axial compressive strength, tensile strength by diametrical compression and resilient modulus; in these specimens, the cement was replaced by Rice Husk Ash (mesh #325 and #500) in ratios of 15, 30 and 50% by weight of cement content, and put into moist chamber for 7, 28 and 160 curing days. The results showed that the amount of 15% of CCA reached values very close to the reference mixtures. The satisfactory performance confirms the possibility to cover studies of these materials. / O transporte rodoviário é de grande importância para muitos países, no Brasil isso pode ser ainda mais extremo devido à concentração da movimentação das cargas através deste modal. Sabemos também que os custos de manutenção são elevados, forçando os gestores e pesquisadores a encontrar sempre novas alternativas para melhorar o aproveitamento dos materiais, diminuir o consumo de energia, agilizar as intervenções de restauração, entre outros. Outro fator importante que se destaca é a questão ambiental, onde é diretamente afetada nas construções e manutenções de rodovias, seja no consumo de materiais naturais, nas movimentações de terras, nos combustíveis utilizados, etc. Assim, torna-se viável o estudo de reaproveitamento dos materiais antigos das rodovias, na execução da reciclagem do pavimento deteriorado, pois todo o material poderá ser utilizado para construção de uma nova camada. Portanto, o material asfáltico do pavimento deteriorado, o fresado, é o objetivo de estudo desta pesquisa, visando a estabilização granulométrica e química, esta última com adição de cimento Portland e cinza de casca de arroz. Esta pesquisa objetivou avaliar, através de ensaios laboratoriais, a viabilidade da utilização de material fresado puro e estabilizado (mecânica, granulométrica e quimicamente) em camadas de pavimentos flexíveis. Os materiais fresados são oriundos da BR-290 e da ERS-509. Foi realizada estabilização granulométrica, sendo determinado o teor de 70% de material fresado e 30% de agregado natural. Para ensaio de resistência à compressão simples foram moldados em corpos-de-prova de 10x20 cm com diferentes teores de cimento Portland (CP-IV 32), sendo determinados os teores de 4,86% (BR-290) e 5,37% (ERS-569) a partir da resistência à compressão de 2,1 MPa aos 28 dias. A partir dos resultados obtidos foram moldados corpos de prova para ensaios de resistência à compressão, resistência à tração e módulo de resiliência; sendo nestes substituído em massa o CP-IV 32 em 15, 30 e 50% por cinza de casca de arroz moída (CCA #325 e CCA #500), colocados em câmara úmida por 7, 28 e 160 dias. A análise dos resultados mostrou que o teor de 15% de CCA alcançou valores muito próximos das misturas de referência. O desempenho satisfatório corrobora com a possibilidade de abranger os estudos destes materiais.

Drying Shrinkage is a phenomenon that occurs in concrete, subjected or not to a load, due to water loss, once exposed to environment and allowed to dry. It is responsible for almost the entire total shrinkage strain in concrete. A concrete element with restrained shrinkage deformation may develop tensions that cause cracks, allowing the ingress of aggressive agents that may cause some damage to the reinforcement, reducing, consequently, its strength and durability. The most common aggressive agent into concrete is the chloride ion, which is considered the great responsible for the early reinforcement corrosion of concrete structures, affecting its stability and durability. Corrosion of reinforcement bars due to the ingress of salts from sea water into concrete is recognized to be the most influent factor in the destructive mechanisms for marine structures. The use of mineral admixtures such as blast furnace slag, the increase of curing duration and the water/binder ratio reduction are measures that may reduce the chloride ion penetration. The aim of this study was to investigate the influence of the cement replacement content by slag, as well as the duration of curing on drying shrinkage, chloride ion penetration and compressive strength of concretes made with high early age strength cement and white Portland cement. Water-binder ratios of 0.30, 0.42 and 0.55, curing duration of 3 and 7 days, besides the cement replacement contents of 0%, 50% and 70% were investigated. In order to analyze the influence of the alkali activation on the properties investigated, a concrete made with 50% white Portland cement replacement content by slag and activated by sodium sulfate (4% in mass of binder) was used. The compressive strength was evaluated in the ages of 3, 7, 28 and 91 days; the drying shrinkage in the ages of 7, 14, 21, 28, 35, 56, 91 and 182 days, and the chloride ion penetration (immersion test in chloride solution) in the ages of 7, 14, 28, 56 and 91 days. Before being immersed in the chloride solution, the specimens were subjected to a drying period of 91 days. The results obtained revealed that an increase in the slag content decreased the compressive strength and the drying shrinkage values, besides the smaller depths of chloride penetration with both cements used. Reducing the curing duration resulted greater drying shrinkage and depth of chloride penetration for both cements, independently the slag content. / A retração hidráulica é um fenômeno que ocorre no concreto, submetido ou não a carregamento, devido à perda de umidade, uma vez exposto ao meio ambiente e permitida sua secagem. Ela é responsável por praticamente toda a deformação total por retração no concreto. Um elemento de concreto com restrição de deformação por retração pode desenvolver tensões que levam à formação de fissuras, através das quais agentes agressivos podem penetrar e causar algum dano à armadura, reduzindo sua resistência e durabilidade. O agente agressivo mais comum é o íon cloreto, o qual é considerado como a maior causa de corrosão prematura das barras de armaduras das estruturas de concreto, afetando sua estabilidade e vida útil. A corrosão de armaduras devido ao ingresso de íons cloretos da água do mar no concreto é universalmente conhecida como o fator de maior influência nos mecanismos destrutivos de estruturas marinhas. A utilização de adições minerais como a escória de alto forno, o aumento no prazo de cura e a redução na relação água/aglomerante são medidas que podem diminuir a penetração desses íons no concreto. Este trabalho teve por objetivo investigar a influência do teor de escória e do período de cura na retração hidráulica, na penetração de íons cloretos e na resistência à compressão axial de concretos compostos de cimento Portland de alta resistência inicial e cimento Portland branco estrutural. Foram adotadas relações água/aglomerante de 0.30, 0.42 e 0.55, teores de escória, em substituição ao cimento Portland, de 0%, 50% e 70%, além de períodos de cura de 3 e 7 dias. Foi empregada uma mistura composta de 50% de escória em substituição ao cimento Portland branco, ativada quimicamente por sulfato de sódio (4% da massa de aglomerante) para analisar a influência do ativador nas propriedades investigadas. As idades avaliadas para o ensaio de resistência à compressão foram de 3, 7, 28 e 91 dias; para retração hidráulica idades de 7, 14, 21, 28, 35, 56, 91 e 182 dias e, para penetração de íons cloretos (imersão em solução salina) as idades de 7, 14, 28, 56 e 91 dias. Antes de serem imersos em solução salina os corpos-de-prova foram submetidos a um período de secagem de 91 dias. Dos resultados obtidos, constatou-se que o aumento do teor de escória resultou em decréscimo nos valores de resistência à compressão, de retração e de penetração de cloretos para os dois cimentos investigados. A diminuição no período de cura resultou em maiores valores de retração e de penetração de cloretos, tanto no concreto branco quanto no cinza, independentemente do teor de escória utilizado.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sulfate ions found in seawater, groundwater and wastewater are aggressive agents that can result in severe concrete degradation. They react with cement hydration products and depending on the associated cations present (magnesium, calcium, potassium, sodium, ammonium), their concentrations and the conditions of the environment, this can result in the formation of ettringite, gypsum or thaumasite, decalcification of C-S-H, processes which may cause expansion, cracking and loss of mass and strength.When high sulfate resistance is required, national and international standards prescribe the use of cement with high concentrations of granulated blast furnace slag (GBFS). By substituting GBFS for cement, lower amounts of clinker are required. In addition, the pozzolanic activity of GBFS takes up the CH released by the hydration of silicates (C3S e C2S), which then is not available to react with sulfate ions to form gypsum, resulting in a more dense paste with lower penetrability. GBFS is one of the few mineral admixtures that can be added to white Portland cement (WPC), a material with widespread usage in civil construction, particularly in cases where concrete is used as a finished surface for architectural impact. The substitution of GBFS for WPC offers technical and environmental gains as well as economic advantages due to the higher cost of WPC. This study investigated the sulfate resistance of WPC with 0%, 50% and 70% GBFS as a substitution for cement. A mix with 50% GBFS that was chemically activated with Na2SO4 (4% b/w of binder) was also studied. The performance of the blended cements was monitored by exposing the prepared mortar specimens to a solution of Na2SO4 (5%) for 2 years according to ASTM C1012/04 and using TG/DTA, DRX and SEM/EDX analyses of the paste samples. For comparison, the same blends prepared with high early strength Portland cement (PC) were also used. The results showed the benefits of the use of GBFS in both types of cement, with higher concentrations of slag resulting in improved sulfate resistance. The use of chemical activation reduced expansion when compared with mixtures without activation. For long-term exposure, all WPC blends showed lower expansion than the corresponding blends with PC. Microstructural analysis identified ettringite and gypsum as the main degradation products of the sulfate attack. / Os íons sulfato, encontrados na água do mar, em águas subterrâneas e em águas residuárias são agentes agressivos que podem levar a uma severa degradação do concreto. Ao reagirem com os produtos de hidratação do cimento, dependendo do tipo de cátion a que estão associados (magnésio, cálcio, potássio, sódio, amônio, etc.), da concentração e das condições do meio, podem levar à formação de etringita secundária, sulfato de cálcio, taumasita, descalcificação do C-S-H, podendo ocorrer expansão, fissuração, perda de massa e de resistência. Quando se faz necessário assegurar uma elevada resistência ao sulfato, a normalização nacional e internacional, dentre outras recomendações, especifica o uso de cimento com elevados teores de escória de alto-forno. Além da redução da quantidade de clínquer ocasionada pela substituição do cimento por escória, a atividade pozolânica da mesma consome o CH liberado pela hidratação dos silicatos (C3S e C2S), que não fica disponível para reagir com os sulfatos e formar sulfato de cálcio, e promove a densificação da matriz, reduzindo a penetrabilidade do meio. A escória é também uma das poucas adições que podem ser incorporadas no cimento Portand branco (CPB), que vem se tornando uma nova tendência dentro do contexto da construção civil, quando se opta por concreto aparente em obras com forte apelo arquitetônico. Além das vantagens técnicas e ambientais, a substituição do cimento branco por escória possibilita a redução do custo bastante elevado do CPB. Neste estudo, investigou-se a resistência ao sulfato de sódio do CPB com teores de substituição de escória de alto-forno de 0%, 50% e 70%. Também foi investigada uma mistura com 50% de escória ativada quimicamente por Na2SO4 (em teor de 4% em massa do material aglomerante). O desempenho dos cimentos foi avaliado pela exposição de argamassas em solução de 5% de Na2SO4 por dois anos, de acordo com a ASTM C1012/04 e através de análise de DRX, TG/DTA e MEV/EDS em pastas. Para comparação foram investigadas as mesmas misturas compostas com cimento Portland de alta resistência inicial, CPV-ARI. Os resultados mostraram os benefícios do uso da escória em ambos os cimentos, sendo que o acréscimo do seu teor aumentou a resistência ao ataque por sulfatos. A ativação química reduziu a expansão comparativamente às misturas sem ativador. A longo prazo, todas as misturas com o CPB apresentaram menor expansão do que aquelas com CPV-ARI. A análise da microestrutura identificou a etringita e o sulfato de cálcio como os principais produtos de degradação por sulfato de sódio.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1441039 bytes, checksum: 1a4c158d5650dd52d4cba8016e068631 (MD5) Previous issue date: 2006-08-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study was carried out to evaluate the potential of the sugarcane bagasse ash (CBC) as partial replacement material for the Portland cement in mortar. A residue generated at the Jatiboca sugar mill located in Urucânia county-MG was used as CBC. The use of the sugarcane bagasse as an ash source for mineral addition into cement-based materials is subjected to two factors: the production and chemical constitution of the ash. The sugarcane bagasse ash (CBC) is predominantly composed by silicon dioxide, that can develop pozollan activity depending on the characteristics of both burning and grain size. In this case, the reactivity between silica and the hydration products may improve the physical and mechanical properties of the cement-based materials with incorporated residues. The work was divided into two phases: CBC characterization and the evaluation of its addition to mortar, by using mechanical and physical assays. According to the results, the sugarcane bagasse showed 10% CBC production. CBC presents 84% SiO2 and 5% carbon. The CBC silica is shown either in amorphous phase and crystalline phase of Crystobalite and Quartz. Concerning to grain size and surface area, the ash under study is composed by either particles at the size range from 1 to 14 μm and specific surface area of 24 m2/g. When considering the initial and final time of the mortar hardening, it was observed that the additions of 10%, 20% and 30% CBC caused a 10min delay in the interval between the times of mortar hardening. Relative to pozzolan activity indexes, the results corroborate the reactivity by CBC. It was also observed that the mortars with higher ash contents tend to be more porous, which justifies the highest values found for absorption. Regarding the specific mass, the partial substitution of the Portland cement up to 30% ashes in the mixture provoked no significant modification. The mortar compression assays with CBC contents between zero and 30%, that were accomplished at 7th and 28th days pointed out the possibility for replacement up to 20% cement by CBC with no damaged resistance. / Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da CBC como material de substituição parcial do cimento Portland em argamassa. A CBC empregada é um resíduo gerado na usina de açúcar Jatiboca, localizada no município de Urucânia-MG. A utilização do bagaço da cana de açúcar como fonte de cinza como adição mineral em materiais à base de cimento obedece a dois fatores: o rendimento de cinza e a sua constituição química. A cinza do bagaço da cana-de-açúcar (CBC) é composta predominantemente por dióxido de silício, o qual, dependendo das características de queima e da granulometria, pode desenvolver atividade pozolânica. Neste caso, a reatividade entre sílica e os produtos de hidratação podem acarretar em melhoria nas propriedades físicas e mecânicas doas materiais à base de cimento com incorporação de resíduos. O trabalho foi dividido em duas fases: caracterização da CBC e avaliação do seu emprego como adição em argamassa através de ensaios mecânicos e físicos. Os resultados mostraram que o bagaço apresenta um rendimento de CBC de 10%. A cinza de CBC apresenta 84% de SiO2 e 5% de carbono. A sílica na CBC apresenta-se tanto na fase amorfa quanto nas fases cristalinas de Cristobalita e Quartzo. Os resultados encontrados para a composição granulométrica e área de superfície demonstraram que a cinza em estudo é composta por partículas com tamanhos entre 1 e 14 μm e com uma área de superfície específica da ordem de 24 m2/g. Com relação ao estudo do tempo de pega inicial e final, foi observado que as adições de 10%, 20% e 30% de CBC acarretaram um retardo de 10 min no intervalo entre os tempos de pega. Os resultados encontrados para os índices de atividade pozolânica comprovam a reatividade da CBC. Observou-se que as argamassas com maiores teores de cinza tendem a ser mais porosas, o que justifica os maiores valores de absorção encontrados. Com relação à massa específica, a substituição parcial do cimento Portland por até 30% de cinzas na mistura não provocou qualquer modificação significativa. Os ensaios de compressão das argamassas com teores de CBC entre 0 e 30%, aos 7 e 28 dias, indicaram a possibilidade de substituição de até 20% do cimento pela CBC, sem prejuízo da resistência.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patrik Americo P Lopes.pdf: 19215385 bytes, checksum: b9a68e9cabd2bb83d1daa99db32ea92d (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Portland cement is a material used in large scale in Brazil and worldwide. However, its manufacturing process is attached to impacting environmental problems. Thus, the use of recyclable materials with pozzolanic characteristics has been studied to partially replace cement in applications such as mortars and concretes. Therefore, this work aims to study the effect of partial replacement of Portland cement with clay brick waste (CBW) on properties of lime-cement mortars (cement and hydrated lime) for building applications. A statistical study using a fractional factorial design 33-1 considered three factors and three levels for each factor, which were the residue content for cement mortars (%CBW of 10%, 25% and 40%), his particle size (PS of 125μm, 75μm and 45μm) and water/cement ratio (W/C of 2.50, 2.85 and 3.20). The properties measured were the consistency index for fresh and the compressive strength at various ages for hardened properties. The physical, chemical and microstructural characterizations of mortars with and without RPT were performed in order to correlate their mechanical and microstructural properties. Thus, the CBW has been shown to act as a pozzolanic material, with an addition of up to 40% could be performed without the physical and mechanical properties were impaired. The particle size was found to be important in the pozzolanicity of the waste, being more efficient at lower values than 75μm, inclusive. Through the characterization of the mortars was observed the consumption of calcium hydroxide, caused by the pozzolanic reaction of the CBW, forming the calcium silicate hydrate gel, increasing the density of the cementitious matrix and improving the cohesion between the elements of the mixture. / O cimento Portland é um material consumido em grande escala no Brasil e no mundo. Porém, seu processo de fabricação é ligado a problemas ambientais impactantes. Com isso, a utilização de materiais recicláveis, com características pozolânicas, vem sendo estudado para substituir parcialmente o cimento em aplicações como argamassas e concretos. Portanto, este trabalho tem como finalidade estudar o efeito da substituição parcial do cimento Portland por resíduo particulado de tijolo (RPT) nas propriedades de argamassas mistas (cimento e cal hidratada) para aplicação na construção civil. Um estudo estatístico utilizando um projeto fatorial fracionado 33-1 levou em consideração três fatores e três níveis para cada fator, os quais foram o teor de resíduo em substituição ao cimento (%RPT de 10%, 25% e 40%), o tamanho de partícula do resíduo (TP de 125μm, 75μm e 45μm) e o fator água/cimento (W/C de 2,50, 2,85 e 3,20). As propriedades medidas foram o índice de consistência para o estado fresco e a resistência à compressão em várias idades para o estado endurecido. A caracterização física, química e microestrutural das argamassas com e sem RPT foram realizadas a fim de correlacionar suas propriedades mecânicas e microestruturais. Com isso, o RPT se mostrou capaz de agir como material pozolânico, sendo que uma adição de até 40% pôde ser realizada, sem que as propriedades físicas e mecânicas fossem prejudicadas. A granulometria mostrou-se importante na pozolanicidade do resíduo, sendo mais eficiente em valores menores do que 75μm, incluindo este. Através da caracterização das argamassas foi observado o consumo do hidróxido de cálcio causado pela reação pozolânica do RPT, formando o gel de silicato de cálcio hidratado, densificando a matriz cimentícia e melhorando a coesão entre os elementos da mistura.

Submitted by FLÁVIA FLORENTINO DE ALMEIDA null (flavialm_1@hotmail.com) on 2017-10-09T15:23:59Z No. of bitstreams: 1 Flavia Final rev 09. ...02.10.17_word2010.pdf: 3209005 bytes, checksum: c3164cf910a07e38e30d2c81a62eb29f (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-09T18:53:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 almeida_ff_me_bauru.pdf: 3209005 bytes, checksum: c3164cf910a07e38e30d2c81a62eb29f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T18:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 almeida_ff_me_bauru.pdf: 3209005 bytes, checksum: c3164cf910a07e38e30d2c81a62eb29f (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma das alternativas para a destinação de Resíduos de Equipamentos Eletroeletrônicos (REEE), termo adotado no Brasil e tradução literal do inglês Waste Eletronic and Electrical Equipament (WEEE), é a reciclagem. Em geral os metais presentes nesses resíduos apresentam maior interesse para as recicladoras, porém as carcaças dos equipamentos constituídas por polímeros acabam sendo destinadas a aterros. O presente trabalho apresenta uma forma simples e barata de se agregar valor a esse resíduo, tornando-o mais vantajoso financeiramente. Um estudo do comportamento do concreto com adição de polímeros fracionados provenientes de carcaças de equipamentos eletroeletrônicos descartados em substituição a parte do agregado graúdo é apresentado. Para isso foi feita a caracterização dos polímeros proveniente do REEE e foi estudado o comportamento de corpos de prova produzidos com adição de 5%, 8%, 10%, 15% e 20% em massa desse resíduo, mantendo um traço sem incorporação para comparação. O agregado graúdo obtido a partir dos polímeros advindos do REEE tem predominância da sua granulometria na faixa dos 6,3 mm, são identificados como sendo constituídos por HIPS (High Impact Polystyrene), e apresentam-se como material hidrofílico possibilitando boa interação com argamassa de cimento e água. Os concretos obtidos com até 20% de incorporação desse resíduo apresentam densidade superior a 2,0g/cm3, permitindo classifica-los como um concreto estrutural normal. O aumento da porcentagem de incorporação de REEE ao concreto leva a uma diminuição da resistência a compressão, porém esse valor é sempre superior a 20 MPa, identificando-o como um concreto de resistência média. A incorporação desse resíduo, devido ao seu formato, contribui com uma característica semelhante a de utilização de fibras em concreto impedindo o rompimento completo dos corpos. Esses resultados evidenciam a viabilidade de se incorporar REEE ao concreto, possibilitando uma valorização desse resíduo como agregado graúdo para concreto. / One of the alternatives for the disposal of Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE), is recycling. In general, the metals present in these wastes are of greater interest to recyclers, but the carcasses of equipment made of polymers end up being destined to landfills. The present paper presents a simple and inexpensive way to add value to this waste, making it more advantageous financially. A study on the behavior of concrete with addition of fractionated polymers from carcasses of discarded electro-electronic equipment replacing part of the large aggregate is presented. For this, was done the characterization of the polymers from WEEE and analyzed the behavior of test specimens produced with addition of 5%, 8%, 10%, 15% and 20% in mass of this residue, maintaining a trace without incorporation for comparison. The large aggregate obtained from the WEEE polymers has a predominance of their granulometry in the range of 6.3 mm. They are identified as HIPS (High Impact Polystyrene) and are presented as a hydrophilic material allowing a good interaction with cement and water. The concretes obtained with up to 20% of incorporation of this residue present density superior to 2,0 g / cm3, allowing to classify them like a normal structural concrete. The increase in the percentage of incorporation of WEEE into the concrete leads to a decrease in the compressive strength, but this value is always higher than 20 MPa, identifying it as a medium-strength concrete. The incorporation of this residue, due to its shape, contributes with a characteristic similar to the use of fibers in concrete preventing the complete rupture of the bodies. These results demonstrate the feasibility of incorporating WEEE into the concrete, allowing a valorization of this waste as a large aggregate for concrete.

Enquanto que na produção do cimento Portland é feita a extração de matérias-primas não renováveis e o lançamento de CO2 de forma excessiva; a fabricação dos cimentos álcali ativados não envolve a calcinação dos materiais e pode utilizar como matéria-prima subprodutos da indústria. Nesse contexto, os cimentos álcali ativados surgem como uma nova classe de materiais aglomerantes de bom desempenho e baixo impacto ambiental, os quais podem ser sintetizados unicamente com resíduos, como por exemplo, escórias de alto forno ativadas com diferentes produtos alcalinos, gerando materiais com características interessantes para aplicações na construção civil. Em função da composição química, as escórias de alto forno geradas em fornos a coque são empregadas como adição ao cimento Portland; entretanto, aquelas oriundas de fornos a carvão vegetal não encontram a mesma destinação pois normalmente não se adequam aos módulos de basicidade prescritos nas normas, implicando assim um passivo ambiental. Esta pesquisa tem por objetivo à obtenção de cimentos álcali ativados (CAT) visando a valorização da escória A (ácida). Também foi utilizada uma escória proveniente de alto forno a coque (B) como matéria-prima, a fim de comparar a composição química de ambas. Foram elaboradas composições iniciais de CAT com hidróxido de sódio (NaOH) como ativador, as quais foram submetidas a dois processos de cura (úmida e imersa) para testes iniciais. A cura imersa se mostrou menos propícia no uso da escória como ligante, uma vez que o contato com a água lixivia o material diminuindo sua superfície de contato, o que traz consequências no desenvolvimento mecânico e da microestrutura. Já em cura úmida, com 5% de NaOH como ativador, as argamassas de escória A obtiveram ótimo desempenho mecânico, atingindo valores próximos a 45MPa aos 28 dias; sendo que o desenvolvimento da fase de C-S-H e hidrotalcita pôde ser observada a partir dos difratogramas de raios-X e análises térmicas. A escória B desenvolveu menor resistência na presença do ativador, mas as mesmas fases foram observadas em ambas as composições; constatando-se então que a composição química da matéria-prima tem forte influência no desempenho dos CAT’s. / While production of Portland cement is made the extraction of non-renewable raw materials and the release of CO2 excessively; the manufacture of alkali activated cement does not involve the calcination of materials and can be used as raw material byproducts of industry. In this context, the alkali activated cements emerge as a new class of binder materials of good performance and low environmental impact, which can be synthesized only with waste, such as slag in blast furnace activated with different alkalis generating materials with characteristics interesting for applications in construction. Depending on the chemical composition, blast furnace slag generated in coke ovens are used as addition to Portland cement; however, those from charcoal ovens are not the same destination as usually is inappropriate the basicity modules prescribed in the rules, thus implying an environmental liability. This research has the purpose to obtain activated alkali cements (CAT) aimed at the valorisation of the slag (acid). Also used was a blast furnace from coke (B) as raw material, in order to compare the chemical composition of both. CAT initial compositions with sodium hydroxide was prepared (NaOH) as an activator, which were subjected to two curing processes (wet and immersed) for initial testing. The immersed cure was less benign in the use of slag as a binder caused a lower compressive strenght, since the contact with the water solubilizing the material reducing its contact surface. In wet cure, with 5% NaOH as an activator, the slag mortars A obtained high mechanical performance, arriving values close to 45MPa at 28 days; the development of C-S-H and hydrotalcite phase was observed from the XRD patterns of X-rays and thermal analysis. Slag B developed less strenght in the presence of the activator, but the same phases were observed in both compositions. It was possible to verify that the chemical composition of raw material had strong influence on the performance of the CAT’s.