Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-10-31Bitstream added on 2014-06-13T20:53:09Z : No. of bitstreams: 1 tashima_mm_me_ilha_prot.pdf: 3625758 bytes, checksum: 6fad98acc3467ec6096e67472b6e906d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Universidade Politecnica de Valencia- Espanha / O presente trabalho apresenta um método de produção de cinza de casca de arroz (CCA) altamente reativa e de coloração clara, bem como o seu comportamento em matrizes de cimento Portland com o intuito de avaliar a atividade pozolânica da CCA. O trabalho está dividido em quatro etapas, a saber: construção de um forno e produção da cinza de casca de arroz, caracterização físico-química da CCA, verificação da atividade pozolânica do material através de métodos instrumentais e, finalmente, ensaios mecânicos em argamassas de cimento Portland. O forno utilizado para a produção da cinza de casca de arroz não apresenta controle de temperatura e, o tempo de queima é bastante longo, aproximadamente 36 horas. Neste método obtém-se cerca de 1,5Kg de cinza por processo de queima. A cinza obtida apresenta uma coloração clara e o seu caráter amorfo foi determinado através de diferentes métodos: difração de Raio-X, determinação do teor de sílica amorfa, análise termogravimétrica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e ensaios mecânicos em argamassas de cimento Portland. O programa experimental também abrange estudos de variação da finura da CCA e estudos com diferentes porcentagens, em substituição ao cimento Portland. Os resultados obtidos foram comparados... / This research show a method of production white amorphous Rice Husk Ash (RHA), therefore, the behaviour of RHA in Portland cement matrix to evaluate the pozzolanic activity of this material. The research can be shared in four steps, to know: construction of an oven and production of rice husk ash, physical-chemical analysis of the rice husk ash, evaluation of pozzolanic activity of the pozzolan though instrumental analysis and, finally, mechanical properties of Portland cement mortars. The oven used for production of rice husk ash didn't have a control of temperature and, the time of burning is so longer, approximately 36 hours. In this method is obtained for about 1,5Kg of ash. The obtained ash has white colour and its amorphous phase were determined though different methods: X-ray diffractometry, determination of amorphous silica, Termogravimetric Analysis (TA), scanning electron microscopy (SEM) and mechanical properties of Portland cement mortars. Besides that, the experimental procedure involves studies on fineness variation of rice husk ash and different degrees of Portland cement substitution. The obtained results were compared with silica fume, because this is the most similar pozzolanic material with rice husk ash. The RHA produced under this method can be used... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-04. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:23Z : No. of bitstreams: 1 000837014.pdf: 1588724 bytes, checksum: c5ac6e55464de757bf03a69ee565b810 (MD5) / A pesquisa representa um estudo sobre o uso de cinza de casca de arroz (CCA) como finos para a produção de concretos autoadensáveis (CAA). Para tanto, utilizou-se de cinza de casca de arroz produzida em escala industrial, cimento Portland CP II-Z-32, agregado miúdo de origem sedimentar e agregado graúdo do tipo britado, além de superplastificante de ação estérica e eletrostática. Foram avaliadas as propriedades do material no estado fresco por meio dos ensaios de espalhamento Slump-flow, de escoamento confinado V-funnel, da Caixa em L, de massa específica aparente e de segregação por peneiramento. No estado endurecido foram avaliadas as propriedades de resistência mecânica à compressão axial, à compressão diametral e o módulo de elasticidade aos 7 e 28 dias de cura, e ainda o ensaio de absorção d'água por imersão aos 28 dias de cura. A avaliação dos CAA's com cinza de casca de arroz foi tomada de modo comparativo com algumas composições de concreto vibrado em mesa vibratória produzidos com os mesmos materiais básicos. Observou-se que os CAA's produzidos com CCA se apresentaram parcialmente satisfatórios frente aos ensaios no estado fresco. Grande eficácia da cinza no sentido de formação de pasta endurecida mais resistente com valores mais elevados das propriedades mecânicas mesmo com maior relação água/cimento, assim como valores de resistência mecânica mais elevados comparados com os mesmos níveis de absorção. Encontrou-se, também, valores com relação ao módulo de elasticidade de modo a que correlacionados com os valores de resistência à compressão simples dessem o indicativo de maior ductilidade para os casos dos CAA's / The research represents a study about the use of rice husk ash (RHA) as the final product for the production of self-compacting concrete (SCC). Therefore, was used rice husk ash produced on an industrial scale, Portland cement CP II-Z-32, tiny aggregate from sedimentary origin and larger aggregate from crushed type, beside super plasticizer steric and electrostatic action. The material properties were evaluated in fresh through the Slump-flow spreading assays, flow confined V-funnel, from Case L in bulk density and segregation by sieving. In the hardened state were evaluated the mechanical properties compressive strength, per meter compressive and tensile modulus at 7 and 28 days of curing, and also the water absorption test by immersion after 28 days of curing. The evaluation of the SCC's with rice husk ash was making comparatively with some concrete compositions vibrated in vibrating table produced with the same basic materials. It was observed that SCC's produced with RHA presented partially satisfactory compared to the tests in the fresh state. Great effectiveness of ash in meaning of tougher pulping hardened with higher values of mechanical properties even at higher water / cement relation, as well higher mechanical strength values compared to the same levels of absorption. It was found also values in relation to elastic modulus so that correlated to the compressive strength values give an indication of the greater ductility for the cases of SCC's

Cinzas de casca de arroz são resíduos de comprovada eficiência como material pozolânico. No entanto, a variabilidades do material, decorrente das diferentes condições de geração impedem que o mesmo seja comercializado. Assim o presente trabalho tem como objetivo verificar a influência da variação do índice de amorfismo (IA) de cinzas de casca de arroz, sobre a atividade pozolânica deste material. As cinzas foram utilizadas em substituição parcial ao cimento. A metodologia de pesquisa foi dividida nas seguintes fases: (1) Coleta das cascas de arroz; (2) produção das cinzas de casca de arroz através da queima em diferentes temperaturas (500, 650, 800, 950 e 1100ºC) realizada em forno de laboratório. Fixou-se o tempo de residência do material (3 horas), a taxa de aquecimento (5°C/min), e resfriamento lento. Posteriormente utilizou-se a moagem das cinzas em diferentes tempos para que os diâmetros atendessem a finura apropriada para uma pozolana. (3) Em seguida o material gerado foi caracterizado através de ensaios químicos, físicos e mineralógicos; os demais materiais, tais como cimento e areia, também foram caracterizados, de forma que atendam as especificações normativas. (4) Com base nas análises dos resultados, foram moldados 6 corpos-de-provas de argamassas para realização do ensaio de índice de atividade pozolânica com o cimento. (5) A etapa final foi a quantificação do índice de amorfismo por meio de refinamento de Rietveld. Os resultados demonstraram que o índice de amorfismo pode ser utilizado como parâmetro de controle de cinzas residuais. O índice de amorfismo está diretamente relacionado à temperatura de queima e ao tempo de moagem e a atividade pozolânica, sofre influência dessa variável bem como de outras tais como diâmetro médio dos grãos e relação água/aglomerante / The rice husk ash is a waste of proved performance as pozzolanic material. However, the variability of the material, as a result of different generation conditions, restricts its use. Thus, this study aims to determine the influence of variation of the amorphous index (AI) of rice husk ash on the pozzolanic activity of this material. The ash was used as partial replacement of cement. The methodology of research was divided into the following steps: (1) Collection of rice hulls, (2) production of rice husk ash at different temperatures (500, 650, 800, 950 and 1100 °C) made in a small lab furnace. The time into the furnace was fixed (3 hours), as well as the rate of heating (5 ° C / min) and the slow cooling adopted. Thus, the ashes had been grinded at different times until appropriate diameters. (3) Then, chemical, physical and mineralogical characterization had been carried through, as well as other materials such as cement and fine aggregate according standard specifications. (4) According previous analysis of results, 6 mortar samples were molded to perform testing of pozzolanic activity index with Portland cement. (5) The final step was to quantify the amorphous content by the Rietveld refinement. The results showed that the index of amorphous can be used as a control parameter for rice husk ashes. The amorphous index is directly related with the burning temperature and the grinding time, The pozzolanic activity was also influenced by these variables as well as medium diameter of grains and its water/binding ratio.

Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais – PPGCEM da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / A crescente demanda por soluções econômicas e sustentáveis para a diminuição do impacto ambiental devido ao consumo dos recursos naturais e a produção de resíduos, resulta na procura por alternativas econômicas, principalmente pela fabricação de novos materiais utilizando esses rejeitos. Com base nesse cenário, este estudo objetivou a valorização dos resíduos cinza de casca de arroz (CCA) e lodo de anodização de alumínio, para a obtenção de geopolímeros. As variáveis estudadas foram os percentuais mássicos de CCA, lodo e da solução de silicato de sódio (SS) e hidróxido de sódio. Os resíduos foram caracterizados por determinação de umidade, análise química e mineralógica, espectrometria ao infravermelho e distribuição de tamanho de partícula. Além disso as CCA’s coletadas foram analisadas termicamente. Após caracterizados, os resíduos foram preparados por secagem, moagem/desagregação e peneiramento. A produção dos geopolímeros se deu pela mistura física dos componentes segundo um planejamento estatístico de misturas e logo após, os mesmos foram levados para estufa a 40°C por 28 dias. Após este período, as quatro composições geopoliméricas foram caracterizadas. Os resultados para densidade aparente, resistência mecânica à tração por compressão diametral e deformação na ruptura, foram semelhantes aos encontrados em outras bibliografias. A análise estatística dos resultados demonstrou que o lodo é o fator que mais contribui para densidade aparente, retração diametral, resistência à tração e deformação na ruptura. A solução SS+NaOH demonstrou que quanto maior seu percentual, menor densidade aparente, retração e deformação. Na análise de FTIR, foram identificadas as bandas Si-O-T, ligações características de geopolímeros. Após a análise dos resultados, comprovou-se que é possível a utilização de CCA e lodo de anodização para a fabricação de geopolímeros.

Submitted by Felipe da Silva Barros null (felipesilvabarros@gmail.com) on 2016-09-26T18:09:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Felipe da Silva Barros.pdf: 3235310 bytes, checksum: 154831ddcf676d7dbf74ddbd6fe0ce2d (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-09-27T12:38:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 barros_fs_me_guara.pdf: 3235310 bytes, checksum: 154831ddcf676d7dbf74ddbd6fe0ce2d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T12:38:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 barros_fs_me_guara.pdf: 3235310 bytes, checksum: 154831ddcf676d7dbf74ddbd6fe0ce2d (MD5) Previous issue date: 2016-08-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Tijolos queimados de argila são muito usados na construção civil, porém consomem altas quantidades de energia durante o processo de queima. Tijolos de solo-cimento são uma alternativa a esses tijolos, pois dispensam a queima, reduzindo o consumo energético em sua produção. Por outro lado, possuem um problema relacionado com a produção de uma de suas matérias primas, o cimento, que envolve a liberação de alta quantidade de CO2 durante seu processo de fabricação, um gás amplamente discutido como um dos responsáveis pelo efeito estufa. Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver e caracterizar (por meio de ensaios de flexão em três pontos e de absorção de umidade) amostras de solo-cimento com substituições de cimento em teores de 25%, 50%, 75% e 100% por cinza de casca de arroz e cal. Os resultados mostram que quanto maior o teor de substituição de cimento, maior é a perda de resistência mecânica das amostras. Entretanto, a resistência característica aumenta conforme o avanço das idades para uma mesma composição, sendo que aos 28 dias de idade as amostras com substituições de cimento em 0%, 25%, 50%, 75% e 100% obtiveram valores de resistência característica equivalentes a 10,81 MPa, 10,20 MPa, 8,97 MPa, 7,75MPa e 6,29 MPa respectivamente. Em termos absorção de água, apesar de identificado o aumento de seus valores conforme o aumento da substituição de cimento e também com o avanço da idade das amostras, todos os materiais foram aprovados em comparação com os requisitos da norma NBR 8491. Esta norma exige um máximo de 20% de absorção de água, sendo o maior valor encontrado equivalente a 14,52% para a amostra com 100% de substituição e 28 dias de idade. Esses valores indicam a possibilidade de substituição do cimento por cinza de casca de arroz mais cal, sendo a substituição mais adequada a de 75%. / Burnt clay bricks are widely used in construction industry, but consume high amount of energy during the burning process. Clay-cement bricks are an alternative to these bricks as dispense burning, reducing the energy consumption in its production. However, they have a problem related to the production of one of its raw material, the cement, which involves the release of high amounts of CO2 during its manufacturing process, a gas responsible for the greenhouse effect. This work had as main study point to develop and characterize (by bending tests and water absorption) clay-cement samples with cement replacements in content of 25%, 50%, 75% and 100% by rice husk ash and lime. The results show that the strength reduces while the cement replacement is increased. On the other hand, the strength increases in function of time for the same composition. Therefore, at 28 days of age the samples with cement substitutions of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% obtained 10.81 MPa 10.20 MPa, 8.97 MPa, 6.29 MPa and 7,75MPa respectively. In terms of water absorption, the amount of absorbed water was higher for the samples with higher age and lower cement content, but all the samples were approved compared to the requirements of ABNT 8491, which requires a maximum 20% of water absorption, being the highest value equivalent to 14.52% for the sample with 100% of cement substitution and 28 days of age. These values indicate the possibility of cement replacement by rice husk ash and lime, being the most appropriate replacement equivalent of 75%.

Resumo: A cura térmica é um processo utilizado para acelerar as reações de hidratação do cimento Portland com objetivo de se obter ganhos de resistência mecânica nas primeiras idades, uma vez que a temperatura atua na velocidade dessas reações. Para uma melhor avaliação da influência que a temperatura exerce no desenvolvimento das propriedades mecânicas do concreto, utiliza-se o Conceito da Maturidade. O Método da Maturidade estima o desenvolvimento das propriedades mecânicas do concreto relacionando-as com o histórico de temperatura ao longo do processo de cura. Este trabalho apresenta resultados experimentais de determinação da resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade do concreto, fabricado com adição de cinza de casca de arroz (CCA), produzida com a queima não controlada da casca, e incorporada à mistura em dosagens de 5% e 10%, em substituição ao cimento em massa. O processo de cura térmica a vapor foi desenvolvido em ciclos de 6 horas, a uma temperatura constante de 80°C. Os resultados mostram um significativo ganho de resistência das amostras com a adição de CCA. Na avaliação pelo Método da Maturidade, foi possível verificar a influência da CCA nos índices de maturidade estudados, bem como na determinação das energias de ativação. / Abstract: Steam curing is used to accelerate cement hydration reactions with the purpose to enhance mechanical strength of concrete at early ages, since hydration reactions are temperature dependent. In order to evaluate the influence of temperature on the development of mechanical properties of concrete, the maturity concept is used. This method estimates the development of these properties according to the temperature history of concrete along the curing process. This work is based on an experimental study of 80°C steam-cured concrete made with 5% and 10% of rice husk ash (RHA) addition in which the development of some mechanical properties was investigated. The rice husk ash used was obtained from uncontrolled combustion of rice husk. The mechanical properties investigated were the compressive strength, the tensile strength, and the modulus of elasticity. The results show a significant profit of resistance of the samples with the addition of CCA. In the evaluation for the Maturity Method, were possible to verify the influence of the CCA in the studied indices of maturity, as well as in the determination of the activation energies. / Orientador: Jorge Luís Akasaki / Coorientador: Mônica P. Barbosa / Banca: Denise Carpena Coitinho Dal Molin / Banca: Antonio Anderson da Silva Segantini / Mestre

Um grande passivo ambiental da atualidade refere-se à contaminação dos recursos hídricos por hidrocarbonetos. Os atuais sistemas de remediação buscam a utilização de adsorventes alternativos para remoção destes poluentes. O objetivo desta tese de doutorado foi avaliar o uso da cinza de casca de arroz (CCA) e de carvão ativado (CA) na adsorção de BTEX – benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno em soluções aquosas. A CCA foi gerada a partir do processo de queima de casca de arroz para aproveitamento energético e o CA obtido comercialmente. As propriedades físicas, químicas e microestruturais da CCA e do CA foram caracterizadas através de análises de distribuição granulométrica, área superficial, porosidade, massa específica, capacidade de hidratação, pH, ponto de carga zero, perda ao fogo, carbono total, composição química elementar, determinação de fases cristalinas, determinação de grupos funcionais e análise de imagem. Estudos de adsorção cinéticos e de equilíbrio (isotermas) foram efetuados com soluções padrões de benzeno, tolueno, xileno e etilbenzeno em sistemas monocompostos e em misturas BTEX. A quantificação foi realizada por por cromatografia gasosa com detector de ionização de chama. Na cinética de adsorção, foram avaliadas as variáveis: tempo de contato adsorvente-adsorbato (15, 30, 60, 120 e 240 minutos); concentração inicial do adsorbato (1, 5, 10 e 20 mg/L) e dosagem do adsorvente (10 e 20 g/L). Os modelos cinéticos de Pseudo-primeira ordem, Pseudo-segunda ordem e Difusão intrapartícula foram ajustados aos dados experimentais. Isotermas experimentais foram obtidas para cada composto e para a mistura BTEX. Os modelos de Langmuir, Freundlich e Sips foram ajustados aos resultados experimentais para os sistemas com monocompostos. A caracterização das amostras indicou que o CA apresenta microestrutura uniforme com grande área superficial formada por micro e mesoporos e alto teor de carbono. Já a CCA apresenta uma microestrutura heterogênea formada por macroporos e com alto teor de sílica. Os estudos cinéticos demonstraram que a CCA e o CA apresentam capacidades de adsorção altas e semelhantes no tempo de equilíbrio de 120 minutos. De forma geral, a remoção de cada composto na mistura foi menor que a remoção obtida quando em sistemas de monocompostos, onde a capacidade de adsorção se deu na seguinte ordem (em massa de adsorbato por massa de adsorvente): etilbenzeno > xileno > tolueno > benzeno. O modelo cinético de Pseudo-segunda ordem apresentou a melhor correlação para todos os ensaios. As isotermas experimentais obtidas para os monocompostos caracterizam a adsorção em superfícies porosas com formação de monocamada. Os ajustes aos modelos teóricos não apresentaram unanimidade, observando em algumas situações uma correlação adequada para Langmuir e Freundlich. Nas misturas BTEX, as isotermas experimentais para a CCA indicam uma competição pelos sítios ativos do adsorvente entre benzeno/tolueno e entre etilbenzeno/xileno. Os resultados obtidos sugerem que a adsorção de BTEX ocorre preferencialmente através de efeito hidrofóbico já que o CA é um material carbonoso e a CCA configura-se como uma matriz de sílica com fração carbonosa. Os valores de remoção ficaram entre 78,8 e 100%, demonstrando que a CCA apresenta-se como um material alternativo para a adsorção de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno presente em solução aquosas. / The contamination of water resources by hydrocarbons is considered a significant environmental impact. The remediation systems currently search alternative adsorbents to remove this pollutants. The aim of this work was to investigate the use of rice husk ash (RHA) and activated carbon (AC) in the removal of BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene) from aqueous solutions. The RHA used was generated as a byproduct of the combustion of rice husk for energy generation, while AC was purchased from the market. Samples of both materials were characterized based on physical, chemical, and microstructural standards (grain size distribution, surface area, porosity, specific weight, hydration capacity, pH, zero load test, loss on ignition, total carbon, chemical composition, crystalline phases, functional groups, and image analysis). The adsorption assays were carried out using standard benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene individually and mixed. Quantification of compounds was conducted by gas chromatography with Flame Ionization Detector. Adsorption kinetics was evaluated based on the variables contact time between adsorbent and adsorbate (15, 30, 60, 120, and 240 min), initial adsorbate concentration (1, 5, 10, and 20 mg/L), and adsorbent dose (10 and 20 g/L). The kinetic models pseudo 1st order, pseudo 2nd order, and intra-particle diffusion were adjusted to experimental data. Experimental isotherms were obtained for each compound and for the BTEX mixture. The Langmuir, Freundlich, and Sips models were adjusted to the experimental results for the systems that used one compound at a time. Sample characterization revealed the differences in composition, microstructure, surface area, and pore size between RHA and AC. Kinetic studies showed that RHA and AC have high and similar adsorption capacities at the equilibrium time of 120 min. Generally, the amount of each hydrocarbon removed from the mixture was lower than the removal achieved in the single-compound systems, for which removal rate followed the sequence (adsorbate mass/ adsorbent mass) ethylbenzene > xylene > toluene > benzene. The pseudo 2nd order kinetics model presented the best correlation for all assays. The experimental isotherms obtained for single-compound systems characterized the adsorption on porous surfaces, forming monolayers. No overall concordance was observed in the adjustment of the theoretical models, and in some situations the Langmiur and Freundlich models presented appropriate correlation coefficients. Considering the BTEX mixtures, the experimental isotherms constructed for RHA indicated the existence of competition for active sites of the adsorbent material between benzene and toluene and between ethylbenzene and xylene. The results obtained suggest that BTEX adsorption occurs preferentially through the hydrophobic effect, since AC is a carbonaceous material, while RHA is composed mainly of silica, with a carbonaceous fraction. Removal rates were between 78.8% and 100%, indicating that RHA is an interesting alternative in the removal of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene from aqueous solutions.

O compósito cimentício de elevada capacidade de deformação é um tipo especial de compósito cimentício de alto desempenho reforçado com fibras, cuja principal característica é a alta ductilidade, devido à capacidade de gerar fissuração múltipla quando em carregamento. Este compósito também é conhecido como Engineered Cementitious Composite (ECC), desenvolvido pelo Pesquisador Professor Victor Li na Universidade de Michigan, nos Estados Unidos. Nos últimos cinco anos, o Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME) vem desenvolvendo uma linha de pesquisa com o objetivo de adaptar o ECC com materiais locais. Neste intuito, fibras de polipropileno têm sido utilizadas em conjunto com cinza da casca de arroz visando o desenvolvimento de misturas mais viáveis economicamente e mais ambientalmente sustentáveis. Este estudo teve como finalidade avaliar a possibilidade da utilização da cinza de casca de arroz residual (moída em laboratório por 1, 2, 4, 6 e 8 horas) como material pozolânico para substituição parcial de cimento. A caracterização da cinza foi realizada por meio dos ensaios de difração de raio-x, fluorescência de raio-x, perda ao fogo, índice de desempenho, massa especifica e distribuição granulométrica. Este estudo caracterizou compósitos cimentícios de elevada capacidade de deformação contendo 10%, 20% e 30% (em volume) de substituição de cimento por cinza de casca de arroz residual, analisando o comportamento mecânico quanto à tração direta e flexão a quatro pontos. Na busca de um indicativo de durabilidade foram avaliados a absorção e índice de vazios destes compósitos. Além disso, foi realizada a análise da curva de liberação de calor de hidratação para verificar o efeito retardador que a cinza de casca de arroz possa gerar no compósito. E como possível utilização deste compósito como material de reparo, foi analisada a aderência pelo método de cisalhamento oblíquo e pelo método de arrancamento e avaliada a reflexão de fissuras juntamente com a realização de microscopia eletrônica de varredura destes compósitos. Os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios para os compósitos com 30% de cinza de casca de arroz moída por 8 e 4 horas, apresentando bons resultados quanto à ductilidade e resistência à propagação de fissuras. / The high strain cementitious composite is a special type of fiber reinforced high performance cementitious composite which main characteristic is the high ductility achieved through the ability to generate multiple cracking under loading. This composite is also known as Engineered Cementitious Composites (ECC), which was first developed by Professor Victor Li at the University of Michigan, in the United States. Over the last five years, the Laboratory of Testings and Structural Models (LEME) of UFRGS has developed a research area aiming to adapt ECC with local materials. In this context, polypropylene fibers were used to substitute PVA fibers and rice husk ash was used to partially replace cement, aiming to develop more cost attractive and greener mixtures. This study analyzed the use of non-processed rice husk ash (grinded in laboratory for 1, 2, 4, 6 and 8 hours) as a pozzolanic material by means of x-ray diffraction tests, x-ray fluorescence, fire loss, performance index, specific mass and particle size distribution. This study characterized, in terms of mechanical behavior, the high strain cementitious composites with 10%, 20% and 30% (by volume) of non-processed rice husk ash as cement replacement. The experimental tests were carried out in terms of direct tensile and four points bending tests. Aiming to obtain a first indication of durability, absorption and void rate tests were performed. Other tests were performed to obtain the hydration heat curve aiming to determine a possible retarding effect that the rice husk ash may cause to the composite. Finally, in order to analyze the use of the composite as a reinforcement material, tests were carried out to obtain the bond behavior in terms of oblique shear and pullout methods. The reflection of cracks was also evaluated along with scanning electron microscopy of the composites. The results were satisfactory for composites with 30% of rice husk ashes grinded for 8 and 4 hours, presenting good results in terms of ductility and resistance to crack propagation.

A pesquisa relatada nesta dissertação teve por objetivo analisar a viabilidade técnica de estabilizar-se um solo sedimentar arenoso do Uruguai com cinza de casca de arroz (CCA) e cal. O solo utilizado apresenta baixo poder suporte, sendo pouco adequado para camadas de sub-base e base de pavimento rodoviário. Também não é adequado para ser estabilizado com cal e sua estabilização com cimento é muito custosa. Dois tipos básicos de CCA foram utilizados: uma cinza residual do processo de queima de casca de arroz em um forno sem controle de temperatura, e cinzas produzidas em laboratório por incineração de casca de arroz a diferentes temperaturas controladas. Foram realizados ensaios de difratogramas de raios-X, compactação, capacidade de suporte (ISC), compressão simples, tração por compressão diametral e durabilidade do solo, das CCA e das misturas solo-CCA-cal. Determinaram-se as influências do tempo de cura, dos teores de CCA e cal e dos tipos de CCA nos parâmetros de compactação, no ISC, no comportamento tensão-deformação e nas resistências à compressão simples e à tração por compressão diametral. Analisaram-se os efeitos da demora entre mistura e compactação no comportamento tensão-deformação e na resistência à compressão simples nas misturas com CCA residual e cal, além da sua durabilidade a ciclos de molhagem e secagem. As CCA produzidas a temperatura controlada entre 650°C e 800°C mostraram uma maior atividade pozolânica devido a sua estrutura amorfa. Os valores máximos de módulo de deformabilidade e resistência à compressão simples foram obtidos para as misturas com CCA a temperatura controlada. As misturas solo- CCA residual-cal desenvolveram resistência à tração demonstrando a ocorrência de reações pozolânicas. A estabilização do solo sedimentar arenoso com CCA e cal mostrou-se eficaz, permitindo o uso destes materiais em camadas de sub-base de pavimentos. / This MSc thesis was carried out with the purpose of analysing the technical feasibility of stabilizing a Uruguayan sandy soil with rice husk ash (RHA) and lime. The soil utilized present low bearing capacity and is not suitable for road pavement bases and sub-bases. It does not react to lime by itself and its stabilization with Portland cement is prohibitively expensive. Two kinds of RHA were used: a residual ash produced in the process of incinerating rice husk in an oven without temperature control, and ashes produced in laboratory by incineration of rice husk at different controlled temperatures. X-ray diffraction, compaction and bearing capacity (CBR), unconfined compression, split tensile and durability tests were carried out in the soil and in RHA samples and also in soil-RHA- lime mixtures. The influence of curing time, RHA and lime contents and RHA types in compaction parameters, CBR, strain-stress behaviour and unconfined compressive and split tensile strength were evaluated. The effects of the compaction delay on the stress-strain behaviour and the unconfined compression strength of the mixtures with residual RHA and lime were analysed. In order to investigate the mixtures durability, compacted specimens were submitted to wetting and drying cycles. Due to this amorphous structure, the RHA produced at controlled temperatures (650°C to 800°C) showed to be a more reactive concerning pozzolanic activity. The highest strain modulus and unconfined compression strength values were obtained for the mixtures with controlled temperature RHA. The soil-residual RHA-lime mixtures also developed tensile strength proving that pozzolanic took place. The stabilization of the sandy sedimentary soil with RHA and lime proved to be efficient, allowing the use of these materials in pavement sub-base layers.

A pesquisa relatada nesta dissertação teve por objetivo analisar a viabilidade técnica de estabilizar-se um solo sedimentar arenoso do Uruguai com cinza de casca de arroz (CCA) e cal. O solo utilizado apresenta baixo poder suporte, sendo pouco adequado para camadas de sub-base e base de pavimento rodoviário. Também não é adequado para ser estabilizado com cal e sua estabilização com cimento é muito custosa. Dois tipos básicos de CCA foram utilizados: uma cinza residual do processo de queima de casca de arroz em um forno sem controle de temperatura, e cinzas produzidas em laboratório por incineração de casca de arroz a diferentes temperaturas controladas. Foram realizados ensaios de difratogramas de raios-X, compactação, capacidade de suporte (ISC), compressão simples, tração por compressão diametral e durabilidade do solo, das CCA e das misturas solo-CCA-cal. Determinaram-se as influências do tempo de cura, dos teores de CCA e cal e dos tipos de CCA nos parâmetros de compactação, no ISC, no comportamento tensão-deformação e nas resistências à compressão simples e à tração por compressão diametral. Analisaram-se os efeitos da demora entre mistura e compactação no comportamento tensão-deformação e na resistência à compressão simples nas misturas com CCA residual e cal, além da sua durabilidade a ciclos de molhagem e secagem. As CCA produzidas a temperatura controlada entre 650°C e 800°C mostraram uma maior atividade pozolânica devido a sua estrutura amorfa. Os valores máximos de módulo de deformabilidade e resistência à compressão simples foram obtidos para as misturas com CCA a temperatura controlada. As misturas solo- CCA residual-cal desenvolveram resistência à tração demonstrando a ocorrência de reações pozolânicas. A estabilização do solo sedimentar arenoso com CCA e cal mostrou-se eficaz, permitindo o uso destes materiais em camadas de sub-base de pavimentos. / This MSc thesis was carried out with the purpose of analysing the technical feasibility of stabilizing a Uruguayan sandy soil with rice husk ash (RHA) and lime. The soil utilized present low bearing capacity and is not suitable for road pavement bases and sub-bases. It does not react to lime by itself and its stabilization with Portland cement is prohibitively expensive. Two kinds of RHA were used: a residual ash produced in the process of incinerating rice husk in an oven without temperature control, and ashes produced in laboratory by incineration of rice husk at different controlled temperatures. X-ray diffraction, compaction and bearing capacity (CBR), unconfined compression, split tensile and durability tests were carried out in the soil and in RHA samples and also in soil-RHA- lime mixtures. The influence of curing time, RHA and lime contents and RHA types in compaction parameters, CBR, strain-stress behaviour and unconfined compressive and split tensile strength were evaluated. The effects of the compaction delay on the stress-strain behaviour and the unconfined compression strength of the mixtures with residual RHA and lime were analysed. In order to investigate the mixtures durability, compacted specimens were submitted to wetting and drying cycles. Due to this amorphous structure, the RHA produced at controlled temperatures (650°C to 800°C) showed to be a more reactive concerning pozzolanic activity. The highest strain modulus and unconfined compression strength values were obtained for the mixtures with controlled temperature RHA. The soil-residual RHA-lime mixtures also developed tensile strength proving that pozzolanic took place. The stabilization of the sandy sedimentary soil with RHA and lime proved to be efficient, allowing the use of these materials in pavement sub-base layers.