The durability of reinforced concrete structures derives from the protective effect provided by the concrete cover over the steel rebars. When the passivation of the steel is compromised, the whole structure is liable to corrosion phenomena, whose rate of propagation is mainly controlled by the electrical resistivity of the concrete between the anode and cathode and by the availability of oxygen at the cathode. The electrical resistivity of concrete is highly dependent on its physical and chemical characteristics. This study aimed at to investigate the influence of the content of rice husk ash (RHA) on the electrical resistivity of concrete and identify any correlations between electrical resistivity and compressive strength properties and changes in pore solution and pore structure. The mixtures in this study were prepared with water/binder ratios (w/b) of 0.35, 0.50 and 0.65 with RHA substitutions of 10%, 20% and 30% for cement. Samples with 50% blast furnace slag, 35% fly ash and a reference sample with 100% cement were also investigated. Electrical resistivity was determined using the four electrode method (Wenner s Method adapted for concrete). Tests of compressive strength, pore solution composition, pH e electrical condutivity, and mercury porosimetry were also performed. These indicate that that the age of the sample, the w/b ratio used and the mineral additions have a expressive effect on the electrical resistivity of concrete because of changes in the concrete pore structure and in the composition and volume of pore solution. Results show there is a exponential increase in concrete resistivity as the content of RHA grows. This is confirmed by the smaller size of the pore network and the lower specific conductivity of the pore solution, which show a sound correlation. The best results in electrical resistivity were obtained with content of 30% of RHA. The best cost/benefit ratio for compressive strength values of 65MPa and electrical resistivity of 30kΩ.cm was obtained with the use of 10% RHA and for compressive strength values of 65MPa and electrical resistivity of 60kΩ.cm, the best results were obtained with 20% RHA. / A durabilidade das estruturas de concreto armado é resultado da ação protetora do concreto sobre o aço. Quando a passivação do aço deixa de existir, a estrutura torna-se vulnerável ao fenômeno da corrosão, cuja propagação, após iniciada, é essencialmente controlada pela resistividade elétrica do concreto entre o ânodo e o cátodo e pela disponibilidade de oxigênio no cátodo. A resistividade elétrica do concreto é uma propriedade extremamente sensível às características físicas e químicas do mesmo. O presente trabalho buscou investigar a influência do teor de cinza de casca de arroz (CCA) na resistividade elétrica do concreto, bem como correlacionar os resultados obtidos com a resistência à compressão axial e alterações na composição da solução aquosa e estrutura dos poros. Foram investigadas misturas com relações água/aglomerante (a/ag) 0,35 , 0,50 e 0,65 com teores de substituição em massa de 10%, 20% e 30% de CCA. Para comparar os resultados, misturas com 50% de escória de alto forno, 35% de cinza volante e uma mistura de referência com 100% de cimento foram simultaneamente investigadas. A resistividade elétrica foi determinada utilizando o método dos quatro eletrodos (método de Wenner, adaptado para uso em concreto). Paralelamente, foram realizados ensaios de resistência à compressão axial, composição, pH e condutividade elétrica específica da solução aquosa dos poros e porosimetria por intrusão de mercúrio. Verificou-se que a idade, a relação a/ag e as adições minerais mostraram uma influência expressiva na resistividade elétrica do concreto, em virtude principalmente das alterações na estrutura dos poros e na quantidade e composição da solução dos mesmos. Os resultados mostraram um crescimento exponencial na resistividade do concreto com o aumento do teor de CCA. Tal fato foi confirmado pelo maior refinamento dos poros e menor condutividade específica da solução dos mesmos, mostrando haver uma ótima correlação entre estes fatores. Assim, os melhores resultados na resistividade elétrica foram obtidos com o teor de 30% de CCA. A melhor relação CUSTO/BENEFÍCIO, para 65MPa de resistência à compressão e 30kΩ.cm de resistividade elétrica, foi obtida com 10% de CCA e, para 65MPa e 60kΩ.cm, os melhores resultados foram atingidos com 20% desta adição.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The construction industry has been studying the possibility of using industrial subproducts, as a strategy to remedy the environmental matters, considering that the sub-products are generated in large quantities and mostly without specific destination. In the present study investigates the feasibility of using the RHA residual, natural or ground, in structural concrete, in partial replacement of Portland cement, from the analysis of durability characteristics of the concrete. However, some natural rice husk ash have natural expansive effect due to the reaction of silica under form of microcrystalline and the cement alkali. Thus, it justifies the use of fly ash, forming ternary mixtures, as the solution to mitigate the expansion generated by alkaliaggregate reaction (AAR) or alkali-silica (RAS). For this, three binders mixtures were tested: one composed with the RHA natural + FA, one with RHA ground + FA and the last one composed with a reference mixture 80% of Portland cement and 20% of FA, in which confronted the results. It was adopted the replacement levels of 15% of RHA, and the relations a/g of 0.45; 0.55 and 0.65. It was conducted the trials of apparent electrical resistivity, specific electrical conductivity, resistance to chloride penetration according to the method of accelerated penetration ASTM C1202 (EAPC). Additionally, the trials of axial compressive strength and water absorption by capillarity were performed, according to requirements of ABNT. The obtained results in the research confirm that is feasible to use the residual RHA, natural or ground, as partial replacement of Portland cement, in concrete for structural use. It was found that the age and the ratio a/g showed a significant influence on the electrical resistivity and electrical conductivity of concrete, mainly due to changes in pore structure and the quantity and composition of them solution, showing there is a great correlation among these factors. As for the axial compressive strength, at 182 days, the mixture composed with RHA ground presented higher performance than to the reference mixture. However, for the mixing with RHA natural, the same course was not observed. In the EAPC the use of RHA ground, burned without temperature control, resulted in lower values of loads bystanders and lowest penetration depths, when compared to the mixtures with RHA natural and of reference. In the case of water absorption by capillarity, it was found that the use of RHA, in general, decreased the water absorption of concrete. / A indústria da construção civil vem estudando a possibilidade da utilização de subprodutos industriais, como uma das ações para solucionar as questões ambientais, tendo em vista que os mesmos são gerados em grandes quantidades e na sua maioria sem destinação específica. No presente trabalho investiga-se a viabilidade de se utilizar a CCA residual, ao natural ou moída, em concretos estruturais, em substituição parcial ao cimento Portland, a partir da análise de características de durabilidade do concreto. Porém, algumas cinzas de casca de arroz naturais apresentam efeito expansivo devido à reação entre a sílica sob a forma microcristalina e os álcalis do cimento. Assim, justifica-se o uso da cinza volante, formando misturas ternárias, como a solução para mitigar a expansão gerada pela reação álcali-agregado (RAA) ou álcali-sílica (RAS). Para isso, foram testadas três misturas aglomerantes: uma composta com CCA ao natural + CV, uma com CCA moída + CV e uma mistura de referência com 80% cimento Portland e 20% de CV, a qual se confrontaram os resultados. Adotou-se o teor de substituição de 15% de CCA, e as relações a/ag de 0,45; 0,55 e 0,65. Procederam-se os ensaios de resistividade elétrica aparente, condutividade elétrica específica, resistência à penetração de cloretos segundo o método de penetração acelerada ASTM C1202 (EAPC). Adicionalmente, foram realizados os ensaios de resistência à compressão axial e de absorção de água por capilaridade, segundo prescrições da ABNT. Os resultados obtidos na pesquisa confirmam que é viável utilizar a CCA residual, ao natural ou moída, como substituição parcial ao cimento Portland, em concretos para uso estrutural. Verificou-se que a idade e a relação a/ag mostraram uma influência expressiva na resistividade elétrica e condutividade elétrica do concreto, em virtude principalmente das alterações na estrutura dos poros e na quantidade e composição da solução dos mesmos, mostrando haver uma ótima correlação entre estes fatores. Quanto a resistência à compressão axial, aos 182 dias, a mistura composta com CCA moída apresentou desempenho superior ao da mistura de referência. Porém, para a mistura com CCA natural, o mesmo comportamento não foi verificado. No EAPC a utilização de CCA moída, queimada sem controle de temperatura, resultou em valores de cargas passantes mais baixos e profundidades de penetração menores, quando comparados aos das misturas com CCA natural e de referência. No caso da absorção de água por capilaridade, constatou-se que a utilização de CCA, em geral, diminuiu a absorção de água dos concretos.

[pt] Apresenta-se o estudo experimental do comportamento de um solo arenoso e de um solo argiloso, reforçado e não reforçado com cinza de bagaço de cana-deaçúcar e com cinza de casca de arroz, por meio da realização de ensaios de caracterização física e química e de ensaios de cisalhamento direto. Busca-se estabelecer padrões de comportamento que possam explicar a influência da adição das cinzas, relacionando-os com os parâmetros de resistência ao cisalhamento e de deformação do solo. Os ensaios foram realizados em amostras com teores que variaram entre 5-20 por cento. Por meio dos resultados obtidos, foi possível concluir que a inserção de cinza de bagaço de cana-de-açúcar, aos solos argiloso e arenoso em estudo, mostra-se viável, uma vez que resultaram em melhoria dos parâmetros de resistência ou não causaram alterações significativas. Para a cinza de casca de arroz, em misturas com solo arenoso, a aplicação não se mostrou viável, visto que, para ambos os teores de cinza, houve um decréscimo no ângulo de atrito e nenhum acréscimo de coesão. Nas misturas com solo argiloso, a aplicação da mesma cinza mostrou-se viável, haja vista que sua aplicação resultou em melhoria dos parâmetros de resistência. Quanto ao teor de cinza para as misturas com solo argiloso, verificou-se que o melhor comportamento obtido foi com o teor de 20 por cento, para as misturas com ambas as cinzas. Para as misturas com areia, como não houve um aumento proporcional da resistência com o aumento do teor das cinzas foi difícil determinar um teor ótimo de cinza a ser utilizado. Os resultados obtidos neste estudo, em geral, mostraram-se satisfatórios e cumpriram os objetivos iniciais propostos com relação à investigação do comportamento solo-cinza para utilização em obras geotécnicas. / [en] This paper presents the experimental study of the behavior of a sandy soil and a clay soil, reinforced and unreinforced with sugarcane bagasse ash and rice husk ash, by performing physical and chemical characterization tests and direct shear tests. The aim is to establish patterns of behavior that may explain the influence of the addition of ashes, relating them to the shear strength parameters and soil deformation. The tests were carried out on samples with concentrations ranging from 5-20 percent. Through the results, it was possible to conclude that the inclusion of sugarcane bagasse ash, to clay and sandy soils under study, proves viable, since it resulted in improved strength parameters or did not cause significant alterations. For the rice husk ash in mixtures with sandy soil, the application was not feasible, since for both ash contents there was a decrease in the friction angle and no increase in the cohesion. In blends with clay soil, the application of the same ash proved to be feasible, given that its application resulted in improvement of resistance parameters. As for the ash content for mixtures containing clay soil, it was found that the best performance was obtained with 20 percent content for mixtures with both ashes. For mixtures with sand, as there was not a proportional increase in resistance with increasing content of ash it was difficult to determine an optimal ash content to be used. The results of this study generally were satisfactory and met the initial proposed objectives in relation to soil-ash behavioral research for use in geotechnical works.

O presente trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade da utilização de cinzas de resíduos agroindustriais (bagaço de cana-de-açúcar, cama de frango e casca de arroz) como aditivos minerais substitutos ao cimento Portland, na produção de compósitos fibrosos e concreto leve. As cinzas foram obtidas através da queima e moagem controlada dos resíduos, e tiveram suas características químicas e físicas analisadas. Além do \"compósito referência\" (0% de substituição), os compósitos fibrosos foram produzidos com teores de substituição de cimento Portland de 10%, 15% e 20%, e os concretos leves foram produzidos com 10% de substituição. Foram realizados ensaios físicos e mecânicos nos compósitos fibrosos e concreto leve. Os resultados mostraram que as cinzas de casca de arroz apresentaram propriedades pozolânicas e que podem ser empregadas para a produção dos compósitos fibrosos e concretos leve. No estudo com compósitos fibrosos, os resultados físicos e mecânicos em sua maioria indicaram que a cinza de casca de arroz apresentou os melhores resultados. Como não apresentaram propriedades pozolânicas, as cinzas de bagaço de cana-de-açúcar e cama de frango, mesmo apresentando bons resultados, podem ser utilizadas como \"micro-fillers\". No estudo com concreto leve, a cinza de casca de arroz também se apresentou como melhor substituto para o cimento Portland por apresentar os melhores resultados nos ensaios realizados. / This research examines the viability of the use of waste agro industrials ashes (sugar cane bagasse, poultry litter and rice husk) and mineral additives substitutes to Portland cement in the production of composite fiber and lightweight concrete. The ashes were obtained through controlled burns and milling waste, and had their chemical and physical characteristics analyzed. Besides the \"composite reference\" (0% substitution), the fiber composites were produced with levels of replacement of Portland cement, 10%, 15% and 20%, and lightweight concrete were produced with 10% of replacement. Were tested on physical and mechanical fiber composites and lightweight concrete. The results showed that the ashes of rice husk had pozolanic properties and can be used for the production of fiber composite and lightweight concrete. In the study with fiber composites, the results physical and mechanical mostly indicated that the rice husk ash showed the best results. As there had pozolanics properties, the ashes of sugar cane bagasse and poultry litter, even showing good results, can be used as \"micro-fillers\". In the study with lightweight concrete, the ash of rice husk is also presented as a better replacement for Portland cement by presenting the best results in tests.

A incorporação de resíduos industriais ao concreto, tais como as pozolanas, é uma das soluções para o aproveitamento de subprodutos poluentes estando em acordo com os princípios da sustentabilidade. É objetivo do trabalho discutir e analisar a viabilidade da aplicação de um resíduo das termoelétricas da indústria de beneficiamento do arroz, a cinza da casca de arroz (CCA), como adição mineral em concretos duráveis. Com 88% de sílica em sua composição, a CCA tem grande potencial de utilização em concretos porque possibilita o aumento da resistência à compressão pelas suas características de alta pozolanicidade e grande finura. Misturas de argamassas padrão contendo 0, 5, 10 e 15% de CCA moídas apenas industrialmente e com moagem adicional de 1 hora, foram confeccionadas a fim de se avaliar o comportamento do aglomerante (CPV - ARI PLUS + CCA) em relação à resistência mecânica. Concretos com traços 1:3,5, 1:5 e 1:6,5, relação água-aglomerante igual a 0,45 e 15% de CCA foram ensaiados à compressão. Os ensaios mostraram que a CCA é predominantemente cristalina e tem alta pozolanicidade. Quanto às argamassas padrão e aos concretos, os resultados mostraram que a utilização da CCA em compósitos à base de cimento é viável, além de ser ecologicamente correta. / Industrial residues, such as pozzolan, can be incorporated in concretes as a solution for polluter refuses, according to sustainable principles. The objective of this work it is to discuss and analyze the use of rice thermoeletrical industry residue, the rice rusk ash (RHA), as mineral addition in durable concretes. The RHA can be used to increase the compression strength of concretes once it has high pozzolanicity and thinness, composed by 88% of silica. It was created mixtures of standard mortars containing 0, 5 10 and 15% of industrial grounded RHA and also with one hour of additional grind. The idea of those mixtures was to evaluate the mechanical strength of the agglomerate (pure Portland cement + RHA). Compression tests in poor, normal and rich concretes with water/agglomerate ratio of 0,45 and 15% of RHA were set too. The tests indicated that the RHA is predominant crystalline and it is a high pozzolanicity material. All the analyses showed that the material has suitable and competitive characteristics for application as agglomerate component.

Estudo realizado acerca da utilização de dois resíduos sólidos industriais (RSI) gerados em grande quantidade no Brasil, na obtenção de vidros soda-cal destinados à produção de embalagens. Os resíduos avaliados foram a cinza de casca de arroz (CCA) e resíduo do catalisador usado das unidades de Craqueamento Catalítico Fluido das Petroquímicas (ECAT), ambos podem ser classificados como resíduos sólidos de classe II de acordo com a norma NBR 10.004. Esta nova proposta para destinação desses resíduos é uma alternativa às atuais disposições, buscando não apenas minimizar os impactos ambientais gerados, mas também a valorização dos mesmos como matérias-primas. Para a produção das amostras, além da utilização dos RSIs, foram também utilizados óxidos fundente (Na2CO3) e estabilizante (CaO). Os resultados obtidos demonstraram que ambos podem ser usados como recebidos (sem tratamento prévio) substituindo matérias-primas importantes, fontes de Al2O3 e SiO2, necessárias para a formação de vidros. As amostras obtidas apresentaram a cor âmbar devido a presença de níquel (íons Ni2+) proveniente do ECAT e transmitância óptica de 18%. Estas, ainda demonstraram boa homogeneidade, i.e., ausência de bolhas e estriais e, resistências hidrolíticas média de 1,33x10-8 g/cm²·dia (superior à um vidro comercial de composição semelhante) de acordo com a ISO695-1984. O vidro obtido é adequado para aplicações que exigem baixa transmitância como embalagens de vidros em geral, os quais não requerem perfeita visibilidade e transparência. O teor de incorporação na composição final das amostras foi de aproximadamente 78% em massa. / In this study, the use of two industrial solid wastes (ISW), generated in large quantities in Brazil, were presented in production of soda-lime silicate glasses destined for packaging. The evaluated wastes were rice husk ash (RHA) and the spent catalyst at the Petrochemical Fluid Catalytic Cracking units (ECAT), both may be classified as a class II solid waste according to NBR 10.004. This new proposal for the allocation of such wastes is an alternative to current provisions, seeking not only to minimize environmental impacts, but also enrich them as raw materials. For the samples production, besides ISW were used melting oxide (Na2CO3) and stabilizer oxide (CaO).The results demonstrate that both can be used in their raw form (without treatment) replacing important raw materials, sources of Al2O3 and SiO2, essential for glass formation. The samples obtained presented amber color due to the presence of nickel (Ni²+ ion) from ECAT and 18% of optical transmittance. They also showed a good homogeneity, i.e., absence of bubbles and striae and 1,33x10-8 g/cm²·day of hydrolytic resistance according to ISO695-1984. Thus, the obtained glass is suitable for applications requiring low light transmittance such as colored glasses containers in general, which does not require perfect visibility and transparency. The incorporation in the final composition was approximately 78% in mass.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T12:41:16Z No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:24:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniela Galiotto Padoin - 2017.pdf: 4389550 bytes, checksum: dc20fb8e625f388d3aa85db0857a79aa (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Neste trabalho, foram estudadas as propriedades físicas, mecânicas, acústicas e térmicas de um traço de Concreto autoadensável (CAA) já utilizado por uma Usina de Concreto, e outros três traços com substituição de cimento Portland (CP) por Cinza de casca de arroz (CCA). O traço referência (sem substituição) foi utilizado na construção de um Edifício de parede de concreto. Os ensaios foram definidos a fim de ser possível a análise tanto da resistência à compressão e resistência à tração diametral, quanto o conforto térmico e acústico apresentado por esse material, quando comparado com o que é normatizado. Para isso, foram realizados os ensaios no estado fresco, garantindo as especificações de todas as propriedades exigidas para um concreto ser considerado autoadensável. Após essa caracterização, moldaram-se os corpos de prova necessários para todos os ensaios do estado endurecido, sendo corpos de prova cilíndricos (100x200mm) para ensaios mecânicos, cilíndricos (20x100mm) para ensaios acústicos e retangulares (300x300x100mm) para ensaios térmicos. No quesito de resistência à compressão, superou o fck estabelecido aos 28 dias, que era de 25 MPa. Analisando os valores encontrados para absorção e isolamento acústico, pode-se dizer que apresentaram resultados satisfatórios na menor faixa de frequência e, na maior, apresentaram alguns problemas que acredita-se serem referentes ao equipamento utilizado. No desempenho térmico, todos os traços, apresentaram resultados próximos entre si e a outros estudos da bibliografia e normas, não sendo influenciado pela substituição da CCA. Os resultados dos ensaios demonstraram que é possível substituir CP por CCA sem que haja prejuízo às características mecânicas os CAAs, e ainda obter ganhos econômicos. O melhor concreto, levando em conta todos os aspectos estudados, foi com 20% de substituição de CP por CCA. / In this work the physical, mechanical, acoustic and thermal properties of a Self-consolidating concrete (SCC) mix design already used by a concrete plant and others three mix design with Portland cement (PC) replacement by Rice husk ash (RHA) were studied. The reference mix design (without replacement) was used in the construction of a concrete wall building. The experimental tests were defined in order to allow the analysis of both the compressive strength and diametral tensile strength, as well as the thermal and acoustic comfort presented by this material, Thus, the tests were realized in the fresh state, guaranteeing the specifications of all properties required for a concrete to be considered self-consolidating. After this characterization, the necessary specimens were molded for all the hardened state tests, being cylindrical specimens (100x200mm) for mechanical tests, cylindrical (20x100mm) for acoustic tests and rectangular (300x300x100mm) for thermal tests. The compressive strength exceeded the fck established at 28 days, which was 25 MPa. Analyzing the values found for absorption and acoustic insulation, it can be said that they presented satisfactory results in the lower frequency range and, in the higher, presented some problems that are believed to be referring to the equipment used. In the thermal performance, all the mix design present close results among themselves and other studies of the bibliography and norms, not being influenced by replacement of the RHA. The tests results demonstrated that it is possible to replacement PC for RHA without impairing the mechanical features of the SCCs as well as to obtain economic gains. The best concrete, taking into account all aspects studied, was with a 20% replacement of PC for RHA.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-15T17:46:32Z No. of bitstreams: 1 Iara Janaína Fernandes.pdf: 17712029 bytes, checksum: b6e13ee1cb18381155281d91bedc3233 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-15T17:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iara Janaína Fernandes.pdf: 17712029 bytes, checksum: b6e13ee1cb18381155281d91bedc3233 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Artecola Química S/A / A escassez de recursos naturais não renováveis e o aumento da poluição ambiental tem aumentado a necessidade de materiais com características específicas, e que ao mesmo tempo sejam atóxicos e sustentáveis. Neste sentido, a inserção de coprodutos, outrora resíduos industriais, em novos ciclos produtivos, contribui para minimização destas problemáticas. A casca de arroz é um resíduo amplamente gerado no Brasil e no mundo, é o principal subproduto do beneficiamento do arroz e tem sido utilizada como biomassa para geração de energia, o que reduz o impacto ambiental negativo causado pela sua destinação, porém gera grande quantidade de outro resíduo, a cinza de casca de arroz (CCA). A CCA é composta basicamente por sílica e carbono, além de outros componentes em menores quantidades. Pelo elevado teor de sílica, é um resíduo com potencial para ser transformado em coproduto para diversas indústrias. Uma aplicação importante é o uso como agente de reforço na produção de compósitos poliméricos. O polímero epóxi é um excelente material de matriz para compósitos e largamente utilizado em diferentes aplicações. Considerando que a sílica é uma das cargas mais comumente usadas em compósitos de matriz epóxi, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar compósitos de CCA como carga em matriz epóxi em comparação com sílicas comerciais. Para isso, foi realizado primeiramente o beneficiamento e preparação de CCAs oriundas de distintos processos de combustão, por métodos de segregação granulométrica, moagem e lixiviação ácida. Após, as CCAs e sílicas foram caracterizadas utilizando análises de distribuição granulométrica, massa específica, área superficial, perda ao fogo, carbono total, análise química, pH, espectroscopia de infravermelho, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Depois da determinação dos parâmetros mais adequados ao desenvolvimento dos compósitos, foi realizada a preparação e moldagem dos mesmos utilizando as CCAs e sílicas nos percentuais de 20, 40 e 60%. A avaliação das propriedades dos compósitos foi realizada por meio de ensaios de viscosidade, espectroscopia de infravermelho, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, microscopia eletrônica de varredura, ensaios mecânicos e absorção de água. O processo de lixiviação ácida utilizado nas CCAs mostrou-se efetivo na redução ou eliminação de Fe2O3, K2O, CaO, Cl e P2O5. Com relação à caracterização das cargas, várias das propriedades foram semelhantes para CCAs e sílicas, indicando a viabilidade de substituição da sílica por CCA para diversos tipos de materiais poliméricos. No entanto, as sílicas mostraram maior pureza e menor área superficial comparadas às CCAs. Quanto à produção dos compósitos, estes foram produzidos com sucesso, porém em escala laboratorial e o processo de moldagem utilizado mostrou dificuldade de remoção de bolhas para as misturas mais viscosas. Os valores obtidos para as temperaturas de transição vítrea dos compósitos após a cura foram satisfatoriamente elevados, em torno de 140°C, assim como as temperaturas de degradação térmica, que ficaram acima de 370°C para todas as amostras analisadas. Através das análises mecânicas e absorção de água, pode-se constatar que a CCA tem comportamento semelhante ao da sílica, podendo ser substituída sem maiores adversidades. Os ensaios de MEV revelaram que houve uma boa dispersão e distribuição das cargas na matriz polimérica, e que a interface de adesão entre as partículas e a matriz foi melhor para os compósitos de cinza. No entanto, a análise de viscosidade evidenciou que a viscosidade das misturas contendo CCA aumenta exponencialmente, podendo causar problemas de processamento, dependendo da aplicação. / The scarcity of non-renewable natural resources and the increasing of environmental pollution have enlarged the need for materials with special properties, which have been at the same time non-toxic and sustainable. Regarding the inclusion of byproducts, which were industrial wastes before, into new productive processes, could minimize such problems. Rice husk is a solid waste widely generated not only in Brazil but also worldwide. It is considered the main industrial byproduct of rice manufacture and has been used as biomass for power generation, reducing the negative environmental impact caused by its disposal. Nevertheless, this application also generates large amount of another waste, named rice husk ash (RHA). RHA is basically composed by silica, carbon and other components in smaller amounts. Due to the high silica content, it is supposed to claim that this is a waste with potential to be transformed into byproduct for several industries. The use of this byproduct as a reinforcing agent for producing polymer composites could be an important application alternative. The epoxy polymer is widely used in different applications even as matrix material for composites. Considering that silica is one of the most commonly used fillers reinforced epoxy composites, this study aims to develop and evaluate RHA as filler in epoxy composites., comparing it to commercial silica. For this, it was performed the processing and the preparation of RHAs (from different combustion processes) by particle size segregation, grinding and acid leaching methods. After this stage, the RHAs and silica were characterized using particle size distribution analysis, density, surface area, loss on ignition, total carbon, chemical analysis, pH, infrared spectroscopy, thermal analysis, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. The most appropriate parameters for the composite development were determined. The preparation and molding of composites using RHAs and silica as filler in percentages of 20, 40 and 60%wt were performed. The composites properties evaluation was performed by testing viscosity, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, mechanical testing and water absorption. The acid leaching process used in the RHAs was effective in reducing or eliminating Fe2O3, K2O, CaO, P2O5 and Cl. According to the characterization results, RHAs and silica presented similar properties, indicating the feasibility of replacing the silica by RHA for different types of polymeric materials. However, the silica showed higher purity and low surface area compared to the RHAs. The composites production was successfully performed on a laboratory scale, but the molding process used showed bubbles hard removing from more viscous mixtures. The values obtained for the glass transition temperature after composites curing (around 140°C) and the thermal degradation temperature (above 370°C) were satisfactorily high for all samples. Through mechanical analysis and water absorption results, it was verified that the RHA composites presented similar behavior when compared with the silica composites. Therefore, they could be replaced with no negative aspects in terms of final product. SEM tests showed that there was a good distribution and dispersion of the fillers in the polymeric matrix. The adhesion interface between the particles and the RHA composites matrix was improved when compared with silica composites. However, the viscosity of mixtures containing RHA increased exponentially, could lead processing problems, depending on the application.

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-06-27T00:47:04Z No. of bitstreams: 1 MarianaBattisti.pdf: 4940838 bytes, checksum: da6b432c65c732aae6b2315e828e6836 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-27T00:47:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarianaBattisti.pdf: 4940838 bytes, checksum: da6b432c65c732aae6b2315e828e6836 (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O concreto é o material de construção mais empregado no mundo, consumindo grandes volumes de recursos naturais não renováveis, além da obtenção de matérias primas para sua produção causar grandes impactos ambientais. Deficiências do concreto relativas às propriedades de durabilidade podem diminuir a vida útil das estruturas, gerando resíduos precocemente, ou então necessitando de intervenções não previstas. A incorporação de agregados reciclados de concreto na produção de concreto vem sendo proposto como substituição parcial do agregado natural. No entanto, seu emprego pode aumentar a porosidade do concreto e diminuir sua durabilidade. A utilização de cinza de casca de arroz pode trazer melhorias nas propriedades dos concretos, principalmente quando se refere à penetração de íons cloreto e às propriedades mecânicas. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da cinza de casca de arroz na penetração de íons cloreto em concretos com agregado reciclado de concreto. Foram produzidos concretos com 0; 25 e 50% de agregado reciclado em substituição ao agregado natural; 0; 10 e 20% de substituição de cimento por cinza de casca de arroz; e relações água/aglomerante iguais a 0,42, 0,53 e 0,64. A resistência à compressão foi analisada aos 7, 28, 63 e 91 dias. Os ensaios de durabilidade englobaram os ensaios de absorção de água por capilaridade e dois métodos acelerados de penetração de íons cloretos: ASTM C1202 e NT Build 492, comumente empregados em pesquisas científicas. Os resultados mostram, em média, que a cinza de casca de arroz trouxe benefícios ao concreto com agregado reciclado de concreto em todas as propriedades estudadas. O comportamento observado pode ser atribuído a uma possível interação entre o agregado reciclado e o emprego da cinza de casca de arroz, em decorrência de uma reação pozolânica da cinza com produtos de hidratação da pasta do agregado reciclado e a um efeito microfíler da mesma nos poros deste agregado. O melhor desempenho foi obtido com concreto produzido com 50% de agregado reciclado de concreto e 20% de cinza de casca de arroz, com um aumento médio da resistência à penetração de íons cloreto de 91% pela ASTM C1202 e 64% pelo NT Build 492, em relação aos concretos de mesmo teor de agregado reciclado e sem cinza de casca de arroz. / The durability of building materials is emphasized when it searches to maintain the useful life of the construction design or extend it. Corrosion reinforcement in concrete is among one major problem that affects the constructions throughout the world. Chloride ion is one of the agents that can induce the corrosion reinforcement in concrete. For this reason, research about the durability of construction materials in severe environments gained space in the scientific community. The use of recycled concrete aggregate as replacement of natural aggregate has been studied to solve the question about non-renewable raw materials. But, these recycled waste as aggregate can increase the concrete porosity and reduce its durability. The rice husk ash has been employed as supplementary material in Portland cement concrete to get a more sustainable concrete and improve its durability, mainly related to chloride ingress. The aim of this research was to study the influence of rice husk ash on the chloride penetration in concrete made with recycled concrete aggregate. The natural coarse aggregates were replaced by recycled concrete aggregates in amounts of 0; 25 and 50%. The rice husk ash was employed as replacement of Portland cement in 0; 10 and 20%. Three water/binder ratios were used in concrete production: 0.42, 0.53 and 0.64. The compressive strength tests were conducted at 7, 28, 63 and 91 days age. The concrete resistance to chloride ingress was tested by the ASTM C1202 test method and by the NT Build 492 test method. The results of all studied properties showed that the use of rice husk ash can improve the concrete resistance against chloride ingress in concrete made with recycled concrete aggregate. This behavior can be attributed to the reduction of the porosity of recycled concrete aggregate due to interaction of rice husk ash with the calcium hydroxide of this aggregate as well as due to micro filler effect. The best performance was obtained in concrete with 50% of recycled concrete aggregate and 20% of rice husk ash. The resistance against chloride ingress in relation to the same concrete without rice husk ash was increased 91% in average when tested by ASTM C1202, and 64% when tested by NT Build 492.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-06T13:37:21Z No. of bitstreams: 1 Joice Brochier Schneider.pdf: 4213539 bytes, checksum: 49fa8f402cb598050e77b581c7d7d449 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T13:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joice Brochier Schneider.pdf: 4213539 bytes, checksum: 49fa8f402cb598050e77b581c7d7d449 (MD5) Previous issue date: 2012-08-21 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Projeconsult Engenharia Ltda. / A ideia de se transformar resíduos em matéria prima tem produzido esforços no sentido de estudá-los e qualificá-los, já que o aproveitamento integral de resíduos é uma necessidade cada vez maior na indústria moderna, principalmente pela crescente escassez de recursos naturais não renováveis e a necessidade de preservação e recuperação do meio ambiente. O resíduo cinza de casca de arroz (CCA), resultante da queima da casca de arroz para geração de energia, vem sendo utilizado em diversos ramos industriais. Destaca-se sua aplicação na construção civil e também como material adsorvente. A CCA utilizada neste trabalho está misturada com carvão ativado (CA). Esta mistura é proveniente de filtros de adsorção de sistemas de remediação de áreas degradadas com hidrocarbonetos de petróleo. Com isto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a solidificação/estabilização de hidrocarbonetos de petróleo, em especial, benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX), contidos no adsorvente composto por CCA e CA, em matriz de cimento Portland. Para tal, foram confeccionadas argamassas com substituição do agregado natural, em volume, pelos seguintes materiais: resíduo, nos teores de 10% e 30%, adsorvente CCA/CA in natura no teor de 30% e adsorvente CA in natura, também no teor de 30%. Essas argamassas foram caracterizadas ambientalmente, através dos ensaios descritos nas Normas Brasileiras. Analisou-se também a influência dessa substituição, através da determinação de propriedades no estado fresco (evolução da temperatura semi-adiabática de hidratação, penetração de cone e tempo de pega), de propriedades mecânicas (resistência à tração na flexão e à compressão) e caracterização dos produtos de hidratação através das técnicas de difração de Raio-X e espectroscopia de infravermelho. A argamassa RESÍDUO 10% atingiu a maior temperatura e menor tempo entre o início e fim da evolução da temperatura devido à hidratação. Já a argamassa RESÍDUO 30%, ao contrário, apresentou o maior tempo, fato justificado pela ação do óleo, presente no resíduo incorporado, que impediu, em parte, a passagem da água, retardando o processo de hidratação. Todas as argamassas, em relação a REFERÊNCIA, apresentaram menor consistência, na penetração de cone, e menor tempo de início e fim de pega. Resultados estes que corroboram, para as argamassas RESÍDUO 10%, CCA/CA 30% e CA 30% com a evolução da temperatura semi-adiabática da temperatura. A incorporação do resíduo não interferiu na formação dos compostos de hidratação do cimento, porém, a hidratação, conforme os resultados obtidos na evolução da temperatura semi-adiabática, ocorreu mais lentamente com a substituição de 30% da areia natural pelo resíduo. Os resultados da espectroscopia de infravermelho sugerem a presença BTEX nas argamassas RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10%. Carbonatos e silicatos também foram identificados em todas as argamassas. Quanto aos resultados de resistência mecânica, observou-se, na resistência à tração na flexão, que a diferença entre o maior e menor desempenho, entre as argamassas REFERÊNCIA, RESÍDUO 10% e RESÍDUO 30%, foi de 8,9% e 5,6% para 7 e 21 dias, respectivamente. Já na resistência à compressão, aos 7 dias, os resultados obtidos das argamassas RESÍDUO 10% e RESÍDUO 30% foram superiores ao de REFERÊNCIA. Aos 21 dias, a REFERÊNCIA apresentou o melhor desempenho, 31,7% e 52,5% superior à argamassa RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10%, respectivamente. Com os resultados de resistência mecânica obtidos, não foi possível avaliar a melhoria de desempenho com relação à idade. Porém, observou-se que a contaminação presente contribuiu para a resistência das argamassas, quando comparadas a CCA/CA 30%. Logo, sugere-se que a presença do contaminante possivelmente contribuiu quanto à aderência entre as partículas da mistura. Na caracterização ambiental, as argamassas confeccionadas foram classificadas como Classe II A, resíduo não perigoso, não inerte. A análise do extrato lixiviado e solubilizado das argamassas RESÍDUO 30% e RESÍDUO 10% não identificou a presença de hidrocarbonetos de petróleo. Estes resultados, associados à espectroscopia de infravermelho, às propriedades mecânicas bem como ao odor característico dos corpos de prova, confirmam a s/s do contaminante na matriz de cimento Portland. Este resultado positivo representa um avanço na busca da viabilidade de se empregar o resíduo CCA/CA contaminado com hidrocarbonetos de petróleo, direta ou indiretamente, para algum fim comercial. / The idea of turning waste into raw material has made efforts to study them and qualify them as the full utilization of waste is an increasing need in modern industry, mainly by increasing scarcity of non-renewable natural resources and need for preservation and restoration of the environment. The residue of rice husk ash (RHA), resulting from the burning of rice husk for power generation, has been used in various industries. We highlight its application in construction and as adsorbent material. The CCA used in this work is mixed with activated carbon (AC). This mixture is from adsorption filter remediation systems of degraded with petroleum hydrocarbons. With this, the objective of this study was to evaluate the solidification / stabilization of petroleum hydrocarbons, in particular benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX), composed of adsorbent contained in CCA and CA, in Portland cement matrix. To this end, mortars were prepared with substitution of natural aggregate, by volume, of the following materials: residue, content of 10% and 30%, adsorbent CCA / CA in natura content of 30% and CA adsorbent in nature, also the content 30%. These environmentally mortars were characterized by the tests described in the Brazilian Standards. It was also analyzed the influence of substitution by determining the properties in the fresh state (temperature evolution semi-adiabatic hydration, penetration cone and setting time), mechanical properties (tensile strength in bending and compression), and characterization of the hydration products through the techniques of X-ray diffraction and infrared spectroscopy. The mortar RESIDUE 10% reached the highest temperature and shortest time between the beginning and end of the temperature due to hydration. Already 30% RESIDUE mortar, instead, showed the greatest time, which may be explained by the action of the oil present in the residue incorporated, which prevented partly the passage of water, slowing the hydration process. All mortars, for the reference, showed less consistency, cone penetration, and shorter start and end of the handle. These results corroborate that, for mortars RESIDUE 10% CCA/CA 30% CA and 30% with the temperature evolution of the semi-adiabatic temperature. The incorporation of the residue did not affect the formation of the compounds of the cement hydration, however, hydration, as the results in the evolution of semi-adiabatic temperature, was slower by replacing 30% of the natural sand residue. The results of infrared spectroscopy suggests the presence BTEX in mortars RESIDUE RESIDUE 30% and 10%. Silicates and carbonates have also been identified in all mortars. Regarding the results of mechanical strength was observed in tensile strength in bending, the difference between the highest and lowest performance among REFERENCE mortars, 10% Residue and Residue 30%, was 8.9% and 5 6% for 7 and 21 days, respectively. In the compressive strength after 7 days, the results of mortar RESIDUE RESIDUE 10% and 30% were higher than the reference. At 21 days, the REFERENCE showed the best performance, 31.7% and 52.5% higher than the mortar WASTE WASTE 30% and 10%, respectively. With the results obtained from mechanical strength, it was not possible to evaluate the performance improvement with respect to age. However, it was observed that this contributed to the contamination resistance of mortars, compared to CCA / CA 30%. Therefore, it is suggested that the presence of the contaminant as possibly contributing to adhesion between the particles of the mixture. In characterizing environmental mortars made were classified as Class II, non-hazardous waste, not inert. The analysis of the extract solubilized and leached mortar WASTE WASTE 30% and 10% failed 17 to identify the presence of petroleum hydrocarbons. These results, combined with the infrared spectroscopy, the mechanical properties and the odor of the specimens, confirm / s of the contaminant in the matrix of Portland cement. This result represents a breakthrough in the search for feasibility of employing the waste CCA/CA contaminated with petroleum hydrocarbons, directly or indirectly, for any commercial purpose.