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.

Apesar do avanço tecnológico crescente na construção civil, a falta de durabilidade das estruturas de concreto, tanto em edificações como pavimentação, tem sido constatada com acentuada assiduidade e proporção. O compósito cimentício de elevada deformação, também conhecido como Engineered Cementitious Composites (ECC), foi difundido a partir do conceito de concretos de alto desempenho reforçado com fibras, visando suprir o comportamento frágil do concreto convencional e problemas relacionados à falta de durabilidade gerada, principalmente, devido à propagação de fissuras. Neste contexto, o Laboratório de Ensaio de Modelos Estruturais (LEME) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) consolidou, nos últimos cinco anos, um grupo de pesquisa voltado ao estudo do ECC aliado a utilização de materiais nacionais. A concepção tem sido baseada na aplicação de materiais que proporcionem custos mais baixos e fomentem questões de sustentabilidade ambiental. Assim, foram incorporados ao material, fibra de polipropileno (2% em volume) e substituição parcial do cimento por 30% (em volume) de cinza de casca de arroz residual. O presente trabalho visa analisar questões de durabilidade destes compósitos (com e sem a incorporação de cinza), e compará-los a concretos convencionais, através de ensaios relacionados ao estudo da estrutura de poros (absortividade, absorção e índice de vazios, absorção e água por capilaridade, absorção de água pelo método do cachimbo e microscopia eletrônica de varredura), penetração e difusão de íons cloretos, retração livre e restringida, e, por fim, resistência à abrasão. Os resultados obtidos indicam que a incorporação de cinza de casca de arroz melhorou significativamente as propriedades do compósito relacionadas à conexão e solução dos poros, dificultando a passagem de cloretos, além de apresentar resistência à abrasão semelhante ao compósito de referência. Sua desvantagem está relacionada às maiores aberturas de fissuras ocasionadas devido à retração restringida. Entretanto, o trabalho evidencia a viabilidade e vantagem do uso de cinza de casca de arroz na produção do compósito, em termos de durabilidade. / Despite the increasing technological advances in construction, the lack of concrete structures durability, both in buildings and pavement, have been found with severe attendance and proportion. The high strain cementitious composite, also known as Engineered Cementitious Composites (ECC), was widespread from the concept of high performance fiber reinforced concrete, in order to supply the fragile behavior of conventional concrete and problems related to lack of durability generated mainly due to crack propagation. In this context, the Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME) of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) consolidated over the last five years, a research group focused on the ECC study allied with the use of national materials. The design has been based on the application materials that provide lower costs and promote environmental sustainability issues. Thus, they were incorporated into the material polypropylene fibers (2% by volume) and partial cement replacement of 30% (by volume) of residual rice husk ash. This study aims to examine durability issues of these composites (with and without rice husk ash), and compare them to conventional concretes, through tests related to the study of pore structure (absorptivity, absorption and void ratio, water absorption by capillarity, water absorption by the pipe method and scanning electron microscopy), penetration and diffusion of chloride ions, free and restrained shrinkage, and, finally, abrasion resistance. The results indicate that the incorporation of rice husk ash significantly improved material properties related to connection and pores solution, hindering the chloride ingress, and presents abrasion resistance similar to the reference composite. Its disadvantage is related to the larger cracks due to restrained shrinkage. However, the work demonstrates the viability and advantage of use rice husk ash in the composite production in terms of durability.

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.

Orientador: Antonio Ludivico Beraldo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_MichelleSantos_M.pdf: 10427366 bytes, checksum: c776d8179974a0320409ae0d83f77f96 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A casca de arroz, utilizada como fonte de energia em indústrias de beneficiamento de arroz, converte-se, depois da queima, em uma cinza com tonalidade escura e com alto teor de carbono. Esse resíduo, ainda sem um destino adequado, é muitas vezes depositado em grandes áreas abertas provocando um elevado impacto ambiental. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade de utilização da cinza de casca de arroz (CCA) residual na produção de argamassas, como substituta parcial ao cimento, para uso nas construções rurais ou urbanas, como forma de aproveitamento desse resíduo. A cinza de casca de arroz foi caracterizada por meio de análises químicas, tais como da análise de fluorescência de raios-X (composição química), análise do teor de carbono com a calcinação da cinza a mais de 1000 °C e difração de raios-X; também foi realizada análise granulométrica a laser, fornecendo a superfície específica, a massa específica e a dimensão média dos grãos da cinza. Para determinar qual seria a função da cinza na argamassa foram realizadas avaliações da pozolanicidade do material, por meio do ensaio de Índice de Atividade Pozolânica com cimento Portland (IAP) e pelo método rápido da condutividade elétrica. As argamassas foram produzidas e ensaiadas na forma de corpos-de-prova cilíndricos de 50 mm de diâmetro e 100 mm de altura (NBR 7215). Os ensaios físico-mecânicos realizados foram de resistência à compressão simples e ensaio não destrutivo (velocidade do pulso ultra-sônico - VPU); essas argamassas passaram por três diferentes tipos de exposição - protegidas em laboratório, expostas em ambientes externos e submetidas a ciclos de imersão e secagem, de forma que fosse avaliada a durabilidade do material, no tempo máximo de 5 meses de exposição. Outros ensaios realizados foram o ensaio de curva de hidratação, proposto para a verificação da compatibilidade química entre o cimento e a cinza e a microscopia eletrônica de varredura (MEV) nas argamassas em seu estado endurecido. Embora as argamassas tenham apresentado bom desempenho, os resultados indicaram que a cinza de casca de arroz residual utilizada, não possui pozolanicidade, porém podendo ser utilizada em matrizes cimentícias como material inerte (efeito filler) / Abstract: Rice husk, employed as energy source at milling industry in Brazil, after burning, generates a dark colored ash with high carbon content. This residue is not yet conveniently disposed, being currently dumped on large areas, causing high environmental impact. This research work intended to evaluate the applications of residual rice husk ashes (RHA) viability as a partial cement replacement at specific ratio for mortar production for urban and rural constructions. Rice husk was chemically characterized through X-ray fluorescence, ashes calcination beyond 1000 °C, for carbon content determination, X-ray diffraction, laser granulometric analysis for specific surface, specific mass as well as for average particle size determinations. Pozolanicity analysis was carried to determine the ashes function and behavior with the pozolanic evaluation with Portland cement (IAP), and by the quick electrical conductivity method. Mortar specimens were molded as cylinder with 50 mm diameter and 100 mm height (Brazilian Standard NBR 7215). The fisical-mechanic testing were compressive strenght and ultrasonic pulse velocity (UPV). Mortars specimens were submitted to three different expositions treatments as: protected in laboratory, exposed to the outside environment and submitted to immersion and drying cycles, to evaluate material durability at a maximum period of five month. Other tests were conducted: hydration curve determination was applied to check the chemical compatibility between cement and ashes and scanning electron microscopy (SEM) applied to the hardened mortars. In despite of the mortar presenting good performance, this residual rice husk did not present pozolanicity, but it can be employed in cement matrices as inert material (filler effect) / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Agrícola

Em cerâmicas refratárias, a formação de mulita (3Al2O3.2SiO2) \"in situ\", a partir da reação entre alumina e sílicas amorfas sintéticas (SAS´s) aumenta a resistência ao choque térmico e à corrosão destes materiais. Essa reação é fortemente afetada pelas características físico-químicas e morfológicas das SAS´s. Este estudo comparou a formação de mulita\"in situ\" a partir da combinação de alumina calcinada ultrafina (α-Al2O3) com quatro tipos de SAS´s obtidas por diferentes processos de sínteses (precipitação de silicato de sódio, extração da cinza da casca do arroz, extração da casca do arroz e precipitação de vapor de silício elementar) e com características variadas. Inicialmente, esses quatros tipos de SASs foram caracterizados em relação às suas propriedades físico-químicas, microestrutura e morfologia. Em seguida, após mistura com alumina, compactação e sinterização (1100-1500°C) assistida por dilatometria, as amostras foram caracterizadas em relação à sua porosidade, densidade, módulo elástico, resistência à flexão, microestrutura e fases presentes. Verificou-se que as propriedades das estruturas finais foram fortemente afetadas pela mudança de SAS´s. De forma geral e em comparação com as amostras de referência (100% alumina ou 100% mulita pré-formada por eletrofusão), houve significativo ganho de rigidez e tensão de ruptura em menores temperaturas e grande redução de porosidade final. Valores de tensão de ruptura e módulo elástico da ordem de 114 MPa e 308 GPa foram obtidos, respectivamente. A correlação das propriedades obtidas com as características prévias das sílicas mostrou que a área superficial e o volume de poros internos das partículas afetaram mais o ganho de rigidez e redução de porosidade do que o tamanho médio das partículas. Além desse aspecto, a presença de fases de baixo ponto de fusão (em especial nas amostras com microssílica) também contribuiu fortemente para densificação. / In refractories ceramics, the formation of mullite (3Al2O3.2SiO2) \"in situ\", from the reaction between alumina and synthetic amorphous silica (SAS\'s) increases the resistance to thermal shock and corrosion of these materials. This reaction is strongly affected by the physic-chemical and morphological features of SAS\'s. This study compared the mullite formation \"in situ\" from the combination of calcined alumina with four kinds of ultrafine\'s SASs obtained by various synthesis processes (precipitation of sodium silicate, from rice husk, extraction of rice husk ash and steam precipitation of silicon metal) and with varying characteristics. Initially, these four kinds of SAS´s were characterized in relation to their physicochemical properties, microstructure and morphology. After compaction and sintering (1100-1500°C) assisted by dilatometry, samples were characterized regarding their porosity, density, elastic modulus, flexural strength, microstructure and phases present. The properties of the final structure were strongly affected by the change of SAS\'s. In general, and in comparison with reference samples (100% alumina or 100% mullite preform for electrofusion), a significant stiffness gain of strength at low temperature and lower final porosity, respectively. Value of rupture and elastic modulus of the order of 114 MPa and 308 GPa were obtained. The correlation of properties obtained with the prior characterization of SAS´s showed that surface area and the volume of the internal poros of the particles affect the gain more stiffness and lower porosity than the average particle size. Aparts from this, the presence of phases of low melting point (especially in samples with microssilica) also contributed strongly to densification.

The service life of concrete structures can be extended by controlling aggressive agents often found in the environment that attack concrete. Such agents may cause structures to deteriorate and result in technical losses (physical damage) and financial losses (repair costs). Chloride ions are among the most aggressive agents that attack concrete structures, causing steel bar corrosion. Several research studies have been performed to develop a concrete composition that would lend optimal chloride ion protection. The present study investigated the chloride resistance behavior of concrete compositions using different contents of rice husk ash (RHA). The concrete samples were tested for axial compressive strength, chloride penetration ASTM C 1202 (RCPT), chloride retention, chloride penetration by silver nitrate spray, mercury porosimetry and pore solution composition. Binder mixtures with 10%, 20% and 30% RHA were investigated and compared with the cement-only reference sample. Test results show that higher RHA concentrations yielded a drop in the charge passed, in the concentration of retained chloride, in the mercury intrusion volume, in the critical diameter and in specific electrical conductivity. At the same time, the chloride penetration depth measured by silver nitrate spray increased. This behavior can be attributed to a reduction in chloride retention and a lower concentration of aluminates resulting from the lower cement content used, a factor that has a more significant influence that the changes in pore structure. A strong correlation was observed between chloride penetration and compressive strength, the concentration of retained chloride, the mercury intrusion volume, the critical diameter and the specific electrical conductivity. / Uma das formas de aumentar a vida útil de uma estrutura de concreto é o controle da ação dos agentes agressivos, em geral oriundos do meio ambiente. Estes agentes ocasionam o processo de degradação das estruturas, acarretando prejuízos tanto do ponto de vista técnico danos causados como do ponto de vista econômico custos de recuperação. Os íons cloreto constituem-se um dos mais nocivos agentes agressivos das estruturas de concreto, causando corrosão das armaduras. Assim, inúmeras pesquisas tem sido realizadas com o intuito de descobrir uma composição do concreto que apresente melhor desempenho. Com essa preocupação, o presente trabalho teve por objetivo investigar o comportamento frente a cloretos de concretos compostos com diferentes teores de cinza de casca de arroz. Foram realizados ensaios para a determinação da resistência à compressão axial, da penetração de cloretos ASTM C 1202, de cloretos retidos, da penetração de cloretos pelo método de aspersão de nitrato de prata, da porosimetria de mercúrio e da composição da solução aquosa dos poros. Foram investigadas misturas aglomerantes com teores de cinza de casca de arroz de 10%, 20% e 30%, e confrontadas com uma de referência contendo somente cimento (CPVARI). Dos resultados obtidos, verificou-se que o aumento no teor de cinza de casca de arroz resultou numa diminuição na carga passante, no teor de cloreto retido, no volume de intrusão de mercúrio e diâmetro crítico, na condutividade elétrica específica, e aumentou a profundidade de penetração de cloreto avaliada pela aspersão do nitrato de prata. Acredita-se que este comportamento deva-se à diminuição na retenção de cloreto, pelo menor teor de fase líquida, devido à redução no teor de cimento. Isso tudo acarretou uma influência mais significante na estrutura do concreto que a alteração na estrutura de poros. Observou-se, por fim, forte correlação entre a penetração de cloretos, a resistência à compressão, o teor de cloreto retido, o volume de intrusão de mercúrio, o diâmetro crítico e a condutividade elétrica específica.

Orientador: Marco Antonio de Morais Alcântara / Co-orientador: José Luiz Pinheiro Melges / Banca: Antonio Anderson S. Segantini / Banca: Adriana Guerra Gumieri / Resumo: 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 / Abstract: 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 / Mestre

Cement is the construction building material with higher responsibility by carbon dioxide emission of all industrial human activities, besides be a considerably expensive material, more than the rice husk ash in nature. Environmental benefits are generated in its utilization, because rice husk ashes are industrial process residues of the grain processing, that are discarded in the environment without none care. The using of these ashes in partial cement substitution in structural concrete, beside of the economical and environmental benefits, proportionate, in general, a higher useful life to the reinforced concrete structures. Based in theses environmental principles, this work aims at to study the technical and economical viability of the RHA utilization, substituting the cement partially, in concrete mixtures for conventional concrete. concrete prototypes with 20 x 20 x 70 cm, with and without ground and non-ground RHA, in 0%, 15% and 25% contents of cement substitution, with water/binder ratios of 0,45, 0,55 and 0,65. Exposed in natural environmental conditions (0,3 0,4% of CO2) the concrete prototypes were analyzed at 18, 24 and 30 months, to the axial compressive strength and carbonation by means of extraction of specimens perpendicularly cut to the casting direction, with 10 x 20 cm dimensions. The axial compressive strength at 18 months of the ground RHA mixtures were higher to the reference concrete, while the natural RHA ones were lower than the latter, with higher decreases for the 25% content than for 15%. The natural carbonation coefficients of reference concrete were the smallest ones, followed by the ground RHA with 15% and 25% and, after, with natural RHA, 15% and 25%. The results show that is possible substitute until 15% of cement by natural rice husk ash without pronounced strength losses (around 20%) and with carbonation coefficients between 4 and 5 mm.ano-0,5, values considered adjusted for conventional concrete. / O cimento é o material de construção com maior responsabilidade pela emissão do dióxido de carbono de todas as atividades industriais humanas, alem de ser um material consideravelmente mais caro do que as CCA s, in natura. Benefícios ambientais são gerados na sua utilização, pois as cinzas de casca de arroz são resíduos de processos industriais do beneficiamento do grão, que muitas vezes são descartados no meio ambiente, sem nenhuma preocupação ambiental. Usá-las em substituição parcial do cimento em concretos estruturais, além de benefícios econômicos e ambientais, proporciona, geralmente, uma maior vida útil às estruturas de concreto armado. Baseado nestes preceitos ambientais, esta pesquisa tem por objetivo o estudo da viabilidade técnica e econômica da utilização da cinza de casca de arroz (CCA), substituindo parcialmente o cimento nas misturas de concretos para uso em concreto convencional. Foram moldados protótipos de concreto de 20 x 20 x 70 cm, com CCA natural e moída, nos teores de 0, 15 e 25%, em substituição ao cimento, nas relações água/aglomerante 0,45, 0,55 e 0,65. Expostos em condições ambientais naturais (0,3 0,4% de dióxido de carbono), os protótipos de concreto foram analisados nas idades de 18, 24 e 30 meses, quanto à resistência, compressão axial e frente ao fenômeno de carbonatação natural, por meio da extração de testemunhos cortados perpendiculares à direção de moldagem, com dimensões 10 x 20 cm. A resistência à compressão axial a 18 meses dos traços com CCA moída foram superiores ao concreto de referência, enquanto que os de cinza natural foram menores do que as misturas com CCA moída, com quedas maiores para o teor de 25% do que para 15%. Os coeficientes de carbonatação natural do traço referência foram os menores de todos, seguidos dos CCA moída, com 15 e 25% e, após, com a CCA natural, de 15% e 25%. Os resultados mostram que é possível substituir até 15% de cimento por cinza de casca de arroz natural, sem moagem, sem perdas acentuadas de resistência (ao redor de 20%) e com coeficientes de carbonatação entre 4 e 5 mm.ano-0,5, valores que podem ser considerados adequados para concreto convencional.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T13:09:07Z No. of bitstreams: 1 Paula Roberta dos Santos - 2017.pdf: 5861762 bytes, checksum: 198dd985f8c2e55e684aad7025b480f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:25:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Paula Roberta dos Santos - 2017.pdf: 5861762 bytes, checksum: 198dd985f8c2e55e684aad7025b480f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula Roberta dos Santos - 2017.pdf: 5861762 bytes, checksum: 198dd985f8c2e55e684aad7025b480f1 (MD5) Previous issue date: 2017-04-25 / Devido ao elevado teor de sílica presente na cinza da casca de arroz, a mesma pode ser empregada como matéria-prima para a fabricação de cerâmicos refratários. O Estado do Rio Grande do Sul é o maior produtor nacional de arroz. O beneficiamento do arroz gera subprodutos, dentre eles a casca, utilizada como fonte de energia para a secagem do cereal. A queima da casca gera um novo resíduo, a cinza da casca do arroz, que normalmente é descartada em solos ou aterros. Em trabalhos prévios observou-se que materiais cerâmicos refratários produzidos com percentuais de 20% de sílica resultam em um aumento da resistência à compressão e flexão, mas possuem menor resistência ao choque térmico em relação à cerâmica convencional. Desta forma, no presente trabalho utilizaram-se fibras metálicas com o intuito de aumentar a resistência ao choque térmico e a ductilidade dos materiais cerâmicos refratários. Os corpos de prova foram fabricados com adição de sílica de casca de arroz em porcentagens de 15% e 20 % e substituição de 1% e 2% de fibra de aço refratário. Após a queima em 1300º C, foram determinadas as propriedades físicas, mecânicas e termomecânicas do material através de ensaios de absorção de água, densidade de massa, porosidade aparente, resistência à compressão, flexão em três pontos, choque térmico, condutividade térmica e análise de microestrutura do material. A substituição da argila pela sílica resultou em maior resistência mecânica e maior tenacidade, possivelmente devido à diminuição da porosidade e pelo aumento do nível de vitrificação. A cerâmica com 2% de fibra apresentou a maior ductilidade e maior resistência ao choque térmico. / Due to the high content of silica present in rice husk ash, it can be used as raw material for the manufacture of refractory ceramics. The State of Rio Grande do Sul is the largest national producer of rice. The processing of the rice generates by-products, among them the husk, the source of energy for the drying of the cereal. The burning of the husk creates a new residue, the ash of the rice husk, which is usually discarded in soils or landfills. In previous work observed that refractory ceramic materials produced with 20% of silica resulted in an increase in compressive and flexural strength, but showed lower thermal shock resistance than conventional ceramics. Thus, in the present work, metallic fibers were used in order to increase the resistance to thermal shock and the ductility of the refractory ceramic materials. The specimens were fabricated with addition of 15% or 20% of rice husk silica, and substitution of 1% or 2% of refractory steel fiber. After a firing at 1300 °C, physical, mechanical and thermomechanical properties of material were determined by water absorption, bulk density, apparent porosity, compressive strength, three-point bending, thermal shock, thermal conductivity and microstructure analysis of material. The substitution of silica clay resulted in higher mechanical strength and higher toughness, possibly due to decreased porosity and increased level of vitrification. The ceramic with 2% of fiber presented a greater ductility and a greater resistance to the thermal shock.

Submitted by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2018-09-27T20:33:58Z No. of bitstreams: 1 ANTÔNIO RODRIGUES PETTERLE- 2018.pdf: 2305522 bytes, checksum: 69cc82567d353c585b3c2aad186edee3 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2018-09-27T21:03:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ANTÔNIO RODRIGUES PETTERLE- 2018.pdf: 2305522 bytes, checksum: 69cc82567d353c585b3c2aad186edee3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T21:03:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTÔNIO RODRIGUES PETTERLE- 2018.pdf: 2305522 bytes, checksum: 69cc82567d353c585b3c2aad186edee3 (MD5) Previous issue date: 2018-03-01 / Placas cerâmicas prensadas foram obtidas a partir de misturas com diferentes proporções contendo argila caulim, sílica extraída da casca de arroz após queima em temperatura controlada e lodo de estação de tratamento de águas (LETA). Propriedades físicas como densidade aparente, absorção de água e porosidade, propriedades mecânicas como resistência à compressão, e propriedades térmicas como condutividade térmica das placas cerâmicas após queima (Norma DIN EN12667) foram avaliadas. A sílica quando inserida na argila caulim propicia aumento da fase vítrea, redução na fase porosa, redução de condutividade térmica e aumento de resistência mecânica. O uso do LETA quando inserido na massa cerâmica propicia aumento considerável dos picos de mulita e de cristobalita, expressivo aumento de porosidade e diminuição das resistências térmica e mecânica. As placas cerâmicas com traço de mistura contendo 80% argila caulim, 20% sílica de casca de arroz e 10% LETA apresentaram o menor valor de condutividade térmica na placa cerâmica após queima de 0.2574W / mK, e a maior resistência à compressão de 189.97 MPa quando comparada aos demais traços testados. Em função dessas propriedades termomecânicas, as placas cerâmicas com esta formulação foram aplicadas como revestimento em uma parede de alvenaria em escala real com dimensões 1,20 m de largura x 2,20 m de altura, sendo submetida ao ensaio de calor e choque térmico (ABNT NBR 15575). O desempenho a durabilidade indicou que a placa cerâmica contendo está formulação tem potencial para ser utilizada como revestimento em fachadas de edifícios. O resultado do ensaio de durabilidade não apresentou nenhuma degradação tais como: deformação, fissuras ou desnivelamento, e apresentou um deslocamento horizontal de 1,13 mm, sendo este um valor abaixo do estabelecido na norma NBR 15575 que prediz 8 mm para uma altura de 2,40m. / Pressed ceramic plates were obtained from mixtures with different proportions containing kaolin clay, silica extracted from the rice husk after burning at controlled temperature and sludge from a water treatment plant (LETA). Physical properties such as bulk density, water absorption and porosity, mechanical properties such as compressive strength, and thermal properties as thermal conductivity of the ceramic plates after firing (DIN EN12667) were evaluated. The silica when inserted in the kaolin clay provides an increase in the glassy phase, reduction in the porous phase, reduction of thermal conductivity and increase of mechanical resistance. The use of the LETA when inserted in the ceramic mass provides a considerable increase of the mullite and cristobalite peaks, expressive increase of porosity and decrease of the thermal and mechanical resistances. The ceramic plates with a mixture trace containing 80% kaolin clay, 20% silica rice husk and 10% LETA showed the lowest value of thermal conductivity in the ceramic plate after burning of 0.2574W / mK, and the highest compressive strength of 189.97 MPa when compared to the other traits tested. Due to these thermomechanical properties, the ceramic plates with this formulation were applied as a coating on a real-scale masonry wall with dimensions 1.20 m wide x 2.20 m high, being submitted to the heat and thermal shock test (ABNT NBR 15575). The durability performance indicated that the ceramic plate containing this formulation has potential to be used as coating on building facades. The results of the test of durability did not present any degradation such as: deformation, cracks or unevenness, and presented a horizontal displacement of 1,13 mm, being this a value below that established in norm NBR 15575 that predicts 8 mm for a height of 2 , 40m.