Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-07-06T15:37:46Z No. of bitstreams: 1 rodrigolopes.pdf: 21125321 bytes, checksum: 0fdb278a4cd66809937deac4037493f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T15:37:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigolopes.pdf: 21125321 bytes, checksum: 0fdb278a4cd66809937deac4037493f0 (MD5) Previous issue date: 2014-05-06 / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A indústria da produção de cimento Portland é umas das que mais gera CO2 no mundo. É iminente a procura por alternativas com adição de subprodutos ou coprodutos na fabricação do cimento a fim de minimizar o impacto ambiental negativo da produção do cimento. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar algumas propriedades relacionadas à aderência e a influência da substituição de cimento por cinza de casca de arroz (CCA) em sistemas de revestimento de argamassa, em função da porosidade dos substratos empregados. O emprego de materiais cujas características nos substratos são diversas, seja por sua porosidade ou rugosidade, carece de pesquisas quanto ao preparo desses substratos. Neste trabalho foram produzidos substratos em cerâmica com sinterizações de 750, 900 e 1000 °C, em que o processo proporcionou rugosidades e porosidades distintas. Sobre os blocos foram aplicadas argamassas de chapisco no traço 1:3, com teores de 5% e 10% (em volume) de cinza de casca de arroz proveniente do processo de queima por leito fluidizado. Da mesma forma, foram aplicadas argamassas de revestimento com traço 1:1:6 sobre os blocos chapiscados. As argamassas foram caracterizadas nos estados fresco e endurecido. Os métodos de aplicação das argamassas (chapisco e revestimento) foram realizados buscando a minimização da influência da mão de obra. Para análise das propriedades de aderência dos chapiscos foram empregados métodos diretos e indiretos para estimar a porosidade dos substratos. Paralelamente, investigou-se a relação entre a rugosidade das faces dos substratos e a aderência das argamassas de preparo. Observou-se nesta pesquisa, dada à complexidade do fenômeno de aderência, que as propriedades de porosidade dos substratos sobrepõem-se à rugosidade das faces. O uso da cinza de casca de arroz tende a apresentar benefícios somente quando empregada sobre bases pouco porosas. / The Portland cement manufacturing industry is one of greatest CO2 generators in the world. It is latent the demand for alternatives with added co-products or by-products in cement in order to minimize the negative environmental impact of cement production. In this context, this work aims to evaluate the performance and the influence of the replacement of cement by rice husk ash (RHA) in mortar coating systems, linked with the porosity of the substrates employed. The materials used on substrates have several characteristics, either their porosity or rugosity, lack of research on the preparation of these substrates. In this work were produced masonry bricks with different sintering degrees. The work deals with the performance of mortar coating systems on ceramic substrates and concrete. Therefore, it will produce ceramic plates with different sintering degrees (750, 900 and 1000 °C). This process provides distinct roughness and porosity. Over the bricks were applied roughcast mortar (1:3 blend), with levels of 5% and 10% (by volume) of rice husk ash from the burning fluidized bed process. Similarly, mortar coating (1:1:6 blend) were applied on roughcasting bricks. The mortars were characterized in fresh and hardened states. The mortars (roughcast and mortar coating) application methods were conducted to minimize the labor influence. For analysis of roughcast mortars adhesion properties were tested direct and indirect methods to estimate the bricks porosity. In parallel, it were investigated the relationship between the brick roughness surfaces and the roughcast adhesion. It was observed in this study, as the complexity of the adhesion phenomenon, that the properties of brick porosity overlap the brick roughness. The rice husk ash tends to improve adhesion only when used on slightly porous brick.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-14T22:58:06Z No. of bitstreams: 1 02c.pdf: 4143631 bytes, checksum: f74eb64ed042d68302da8c134a634656 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T22:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02c.pdf: 4143631 bytes, checksum: f74eb64ed042d68302da8c134a634656 (MD5) Previous issue date: 2009 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o objetivo de reduzir a geração de resíduos nos processos industriais e agrícolas, bem como melhor reaproveitá-los, seja no próprio processo produtivo ou como matéria-prima na elaboração de outros materiais, tem-se cada vez mais investido em pesquisas para a transformação destes, até então considerados apenas resíduos industriais, em produtos de interesse comercial. Neste sentido, as cascas residuais oriundas do processo de beneficiamento de arroz vêm sendo utilizadas como combustível, visando ao aproveitamento energético. Mediante a queima da casca de arroz é gerada a cinza de casca de arroz composta basicamente de sílica, potencializando o uso deste resíduo em diferentes segmentos industriais. Muitos trabalhos aplicam a cinza de casca de arroz na construção civil, visto que grande parte dessas cinzas apresenta características pozolânicas decorrente da alta concentração de sílica amorfa presente no material. Pesquisas têm demonstrado que estas cinzas também apresentam potencialidade de aplicação como material adsorvente. No entanto, a cinza de casca de arroz apresenta-se, muitas vezes, como um material heterogêneo tanto na sua composição granulométrica quanto na sua composição química. Estas características podem interferir nas aplicações limitando seu aproveitamento. A segregação dos resíduos é uma técnica amplamente aplicada no gerenciamento de resíduos sólidos industriais e pode oportunizar a reciclagem dos materiais segregados. Neste contexto, este trabalho tem como proposta principal contribuir para a valorização do resíduo cinza de casca de arroz como co-produto através da etapa de segregação. Foi estudada a influência da segregação da cinza da casca de arroz nas características fisicoquímicas, bem como no seu desempenho como material pozolânico e adsorvente. As amostras e as frações segregadas foram caracterizadas através de parâmetros físicos (perda ao fogo, massa específica, área superficial, distribuição granulométrica) parâmetros químicos (análise química, difração de raio-X) e parâmetros microestruturais (microscopia eletrônica de varredura com espectro de dispersão de energia-EDS). A atividade pozolânica foi determinada após moagem das amostras e das frações através de ensaios de Pozolanicidade com o cimento e Condutividade Elétrica. Os ensaios de adsorção foram realizados com soluções de Cr(VI). O cromo residual foi quantificado pelo método colorimétrico da 1,5- difenilcarbazida. Resultados obtidos demonstraram que a segregação configura-se numa etapa importante, pois remove impurezas e contaminantes presentes na amostra, bem como origina frações diferentes, evidenciadas nos ensaios de caracterização. Nos ensaios de atividade pozolânica, observou-se que a influência da segregação relaciona-se com o tipo de processo de combustão aplicado para a obtenção da cinza. Nos ensaios de adsorção, observou-se que a segregação influenciou na remoção de cromo hexavalente. O estudo demonstrou, nas condições testadas, a viabilidade do uso de cinza de casca de arroz na adsorção do metal quando ajustados os parâmetros do processo que favoreçam a remoção dos íons de cromo. / The main objective for the industry is to reduce the generation of wastes, or to find better uses to them, such as in the own productive process or as raw material in the elaboration of other materials. Also, a great amount of funds has been invested in researches for the transformation of such wastes, in by-products of commercial interest. In this way, the rice husk from the rice processing have been used as combustible, for producing energy. Rice husk ashes are generated from the rice husk burning, which presents a potential to be used as raw material in the production of several products in different industry sectors. Most of the works apply the rice husk ash in civil construction, because a great part of those ashes present pozzolanic characteristics as a result of their amorphous chemical structure and the high silica content. In fact, between other factors, the pozzolanicity of rice husk ash depends on the thermal process applied to the rice husk during burning. Researches have been demonstrating that the ashes also may be potentiality applied as adsorbent. However, the rice husk ash comes, many times, as a heterogeneous material so much in your particle size distribution as in your chemical composition. These characteristics can interfere in the applications limiting your use. The segregation of the wastes is thoroughly a technique applied in the administration of industrial solid waste and it can guarantee the recycle of the segregated materials. This work has as main objective to contribute for the valorization of the waste rice husk ash as coproduct through the segregation stage. It was studied the influence of the segregation of the rice husk ash, in physical-chemical characteristics, as well as your acting as pozzolanic and adsorbent. The samples and segregated fractions were characterized via physical (fire loss, specific gravity, specific surface area, particle size distribution), chemical (chemical analysis, X Ray diffraction) and microstructural parameters (scanning electronic microscopy with energy dispersion spectroscopy – EDS). The pozzolanic activity was determined after grinding the samples and the fractions via Cement pozzolanic and Electric Conductivity Methods. The adsorption rehearsals were accomplished with Cr(VI) solutions, that was quantified by the colorimeter method using 1,5-difenilcarbazida. Results demonstrated that the segregation became an important step, because removes impurities and contaminants from the samples and also originates fractions with different characteristics. It was observed, in pozzolanic activity, that the influence of the segregation links with the type of applied combustion process for the obtaining of the ash. It was observed, in adsorption rehearsals, that the segregation influenced in the removal of chromium (VI). Adsorption results showed, considering the experimental conditions in this work, the viability of the use of rice husk ash in the adsorption of chromium (VI) when adjusted the process’s parameters that guarantee the removal of chromium.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-10-28T11:36:30Z No. of bitstreams: 1 Daniel Gustavo Brusius Wilbert_.pdf: 4731645 bytes, checksum: 08c801a9545a481516dfe01632256d9c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T11:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Gustavo Brusius Wilbert_.pdf: 4731645 bytes, checksum: 08c801a9545a481516dfe01632256d9c (MD5) Previous issue date: 2015-07-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / O setor da construção civil é responsável por um grande impacto ambiental, destacando-se dois principais fatores, a quantidade de matéria-prima consumida e de resíduos gerados. Estes resíduos, em grande parte apresentam um grande potencial de reciclagem. Dentre estes resíduos, os de concreto apresentam um excelente potencial de utilização. Inúmeras pesquisas já comprovaram a viabilidade de utilização do Agregado Reciclado de Concreto (ARC). Porém, a menor qualidade do ARC em comparação aos agregados naturais, resultada em queda no desempenho destes concretos, principalmente nas propriedades de durabilidade. Como consequência ocorre um enfraquecimento da zona de transição entre a argamassa velha e a nova. Em função desta queda de desempenho ao se utilizar ARC, a presente pesquisa teve por objetivo a análise desta zona de transição, através do estudo da interface entre duas argamassas de concreto por meio da técnica de nanoindentação. Para esta análise foram moldados agregados reciclados de concretos modificados, todos no traço referência (sem adição), e posteriormente aplicada uma nova camada de argamassas com diferentes traços. Os traços variaram entre dois tipos de adição (Finos Basálticos – FB e Cinza da Casca de Arroz – CCA), em diferentes teores de adição ao cimento, 0, 5, 10 e 15% para os finos e 0, 5 7,5 e 10% para a CCA. Após cura de 63 dias, as amostras foram preparadas para a realização dos ensaios. Para a análise das medidas de nanoindentação na interface, foram propostos três métodos de análise. As propriedades macroestruturais foram avaliadas aos 28 dias, como módulo de elasticidade dinâmico, resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e absorção de água por capilaridade. Os resultados demonstraram a melhora das propriedades macroestruturais das argamassas com 15% de FB e CCA em relação à referência. Foram identificadas alterações na região de interface entre as argamassas no traço com 15% de finos de basalto e em todos os traços com CCA, que apresentaram os melhores resultados. A comparação entre a região mais próxima à zona de transição resultou, para todos os traços, em valores semelhantes aos obtidos em regiões de pastas mais distantes à zona de transição, demonstrando que o uso de uma argamassa antiga na condição seca (simulando um agregado reciclado seco) melhorou as condições da zona de transição com a argamassa nova. / Construction is responsible for a large environmental impact, highlighting two main factors: consume of raw materials and generation of waste materials. By other hand, construction and demolition waste has a good potential of recycling. Many studies have demonstrated the viability of using recycled concrete coarse aggregate (RCA) in new concrete. However, due to the RCA’s properties, most results point to a lower durability of the concrete. It is also consensus that the main reasons for the lower quality of the new concrete are the mortar layer adhered to the natural aggregate and the weakening in the new Interfacial Transition Zone (ITZ) between the old and the new mortar. This study analyze the new interfacial transition zone in these concretes through nanoindentation. There were produced recycled concrete aggregates without addition of filler, and over these aggregates there were produced a new mortar layer with different mix compositions. There were used basaltic filler and rice husk ash-RHA in different levels of addition: 0, 5, 10 and 15% for the filler, and 0, 5, 7,5 and 10% for the ash. Their interfaces were evaluated using different methodologies. Modulus of elasticity, compressive strength, tensile strength and capillarity were determined. The use of fines improved the mortar properties in relation to the reference, especially those with 15% filler and the samples with RHA. The region near to the ITZ shows similar elastic moduli values to those obtained in the paste, in all mortars, proving that using dry recycled aggregates the new mortar loose water to the aggregates and increase their mechanical properties.

O refinamento dos poros, associado à reação pozolânica e ao efeito filer, reduz a permeabilidade do concreto com cinza de casca de arroz (CCA), o que pode antecipar a sua degradação em altas temperaturas. A literatura mostra que o concreto reidratado em água pode recuperar substancialmente a sua resistência inicial, porém, os estudos sobre a reidratação ao ar e sobre a influência do modo de resfriamento na reidratação são escassos. A pesquisa desenvolvida teve como principal objetivo avançar na análise experimental de concretos convencional e com CCA em altas temperaturas e na reidratação. Na etapa exploratória se avaliou a influência da temperatura de exposição, da adição mineral, do ambiente de acondicionamento, da taxa de aquecimento e do tempo de exposição na resistência à compressão e módulo de elasticidade. Na etapa principal se avaliou a influência do modo de resfriamento, da adição e da idade de reidratação na resistência residual. Complementarmente se utilizou o ensaio de velocidade de pulso ultrassônico (VPU) para avaliar o grau de microfissuração e correlacionar a VPU com as propriedades mecânicas residuais. Na etapa exploratória concluiu-se que a adição, a temperatura, a taxa de aquecimento e o tempo de exposição influenciaram significativamente os resultados. O concreto com CCA cristalina apresentou pior desempenho em altas temperaturas. O concreto com CCA amorfa apresentou desempenho ligeiramente inferior ao concreto convencional em 200°C, devido ao efeito da poro-pressão. No entanto, ambas as CCA podem ser alternativas viáveis considerando sustentabilidade. Na etapa principal, o resfriamento brusco com água provocou maior redução na resistência devido aos gradientes térmicos, porém, permitiu maior recuperação logo nos primeiros sete dias de reidratação. Apesar da recuperação parcial, a resistência ao fim de 154 dias foi inferior a 40% do valor inicial. Nas análises térmicas e de DRX foi possível observar nos concretos resfriados com água a recristalização dos aluminatos de cálcio, do C-S-H e da portlandita, em maior grau no concreto convencional. Foi possível observar correlações fortes entre as variáveis de resposta na etapa exploratória, porém, o mesmo não ocorreu na etapa principal, devido à fissuração e presença de água nos poros. / The pore refinement, associated with the pozzolanic reaction and the filler effect, reduces the permeability of blended concrete with rice husk ash (RHA), which can anticipate its degradation at high temperatures. The literature shows that concrete rehydrated with water can recover substantially its initial strength, but studies on rehydration in air and on the influence of the cooling method on rehydration are scarce. The main objective of this research was to evaluate the performance at high temperatures and in rehydration of conventional and blended concretes with RHA. In the exploratory stage, the influence of exposure temperature, mineral admixture, conditioning environment, heating rate and exposure time on residual strength and modulus of elasticity of heated concrete was evaluated. In the main stage, the influence of cooling method, mineral admixture and time of rehydration in an unsaturated environment on residual strength of concrete was evaluated. The ultrasonic pulse velocity test (UPV) was used to evaluate the degree of micro cracking of concrete and to correlate the UPV with residual strength and modulus. In the exploratory stage it was concluded that mineral admixture, temperature, heating rate and time of exposure significantly influenced the results. In general, concrete with partially crystalline RHA presented the worst performance at high temperatures. Concrete with amorphous RHA presented worse performance than conventional concrete only at 200°C, due to the pore-pressure effect. Despite these results, RHA can be a viable option considering sustainability and high temperatures performance. In the main stage, the rapid cooling with water caused a greater reduction in strength, due to thermal gradients, however, caused a greater strength recovery in the first seven days of rehydration. Despite this partial recovery, the final strength of both concretes after 154 days of rehydration was less than 40% of the initial value. In water-cooled concretes thermal and XRD analyzes show recrystallization of the calcium aluminates, C-S-H and portlandite, to a greater degree in conventional concrete. In the exploratory stage it was possible to observe strong correlations between the independent variables; however, the same did not occur in the main stage, due to cracking and to the presence of water in the pores.

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.

A presente tese apresenta a utilização da fibra da casca do coco verde como reforço de matriz cimentícia para produção de fibrocimentos. Embora orgânico, o resíduo do coco verde apresenta difícil degradação e diminuí da vida útil de aterros sanitários e lixões. Para viabilizar o uso do resíduo do coco verde (fibra), como reforço de compósitos, optou-se por realizar tratamentos físico-químicos nas fibras e, substituir parcialmente o cimento Portland por material pozolânico de alta reatividade (cinza da casca de arroz (CCA)) para diminuir o ataque alcalino da matriz sobre a fibra vegetal. O experimento foi dividido em duas etapas, a primeira avaliou a fibra de coco verde com e sem tratamentos e os compósitos produzidos com elas. A segunda etapa analisou a influência de diferentes níveis de substituição do cimento Portland pela cinza da casca de arroz (CCA). Para preparação dos compósitos foi utilizada a técnica de dispersão das matérias-primas em solução aquosa, seguida de drenagem e prensagem, como uma simulação simplificada do processo Hatschek de fabricação industrial. Os compósitos foram analisados aos 28 dias (período de cura úmida) e após os processos de envelhecimento, 100 ciclos de imersão-secagem e 28 dias em banho térmico (65°C). Ensaios físicos e mecânicos avaliaram o desempenho, a resistência e a ductilidade dos compósitos. A termogravimetria permitiu observar o consumo da portlandita e a queda da alcalinidade da matriz com 50% de substituição do cimento Portland pela CCA, sem afetar a resistência do material. Os resultados obtidos indicam que a fibra do coco verde tem grande potencial para ser utilizada como reforço de fibrocimentos, desde que seja incorporada a uma matriz de alcalinidade reduzida. / This thesis studies the use of green coconut fiber as a reinforcer in the matrix cement for the production of fibre-cement. Besides being an organic material, the green coconut residues are not easily degradable, but can reduce the landfills lifespan. To evaluate the possibility of use of coconut residue fiber, as reinforcer in composites, physical-chemical treatments were carried out on the fibers, and partially replacing Portland cement with pozzolanic materials for high reactivity (rice husk ash (RHA)) was also added to decrease the alkaline attack matrix on the plant fiber. The experiment was divided into two stages: the first assessed the green coconut fiber with and without treatment and the composites produced with them. The second stage examined the influence reinforcer high reactivity to allow the use of coconut fiber as reinforcement in cementitious matrix. In the preparation of the composites, the technique of dispersing the materials in aqueous solution was used, followed by draining and pressing, as a simplified simulation Hatschek process of industrial manufacture. The composites were analyzed after 28 days and after an aging process, with 100 cycles of immersion-drying or heating in water for 28 days at 65°C). Physical and mechanical tests were used to e valuated the performance, traction resistance and ductility of the composites. A thermogravimetry test allowed the observation of the use of portlandita and the alkalinity reduction of the matrix with the addition of RHA, without affecting the resistance of the material. The results obtained indicate that the green coconut fiber has great potential to be used as a fibre-cement reinforcer, as long it is included in a matrix with reduced alkalinity.

A presente tese apresenta a utilização da fibra da casca do coco verde como reforço de matriz cimentícia para produção de fibrocimentos. Embora orgânico, o resíduo do coco verde apresenta difícil degradação e diminuí da vida útil de aterros sanitários e lixões. Para viabilizar o uso do resíduo do coco verde (fibra), como reforço de compósitos, optou-se por realizar tratamentos físico-químicos nas fibras e, substituir parcialmente o cimento Portland por material pozolânico de alta reatividade (cinza da casca de arroz (CCA)) para diminuir o ataque alcalino da matriz sobre a fibra vegetal. O experimento foi dividido em duas etapas, a primeira avaliou a fibra de coco verde com e sem tratamentos e os compósitos produzidos com elas. A segunda etapa analisou a influência de diferentes níveis de substituição do cimento Portland pela cinza da casca de arroz (CCA). Para preparação dos compósitos foi utilizada a técnica de dispersão das matérias-primas em solução aquosa, seguida de drenagem e prensagem, como uma simulação simplificada do processo Hatschek de fabricação industrial. Os compósitos foram analisados aos 28 dias (período de cura úmida) e após os processos de envelhecimento, 100 ciclos de imersão-secagem e 28 dias em banho térmico (65°C). Ensaios físicos e mecânicos avaliaram o desempenho, a resistência e a ductilidade dos compósitos. A termogravimetria permitiu observar o consumo da portlandita e a queda da alcalinidade da matriz com 50% de substituição do cimento Portland pela CCA, sem afetar a resistência do material. Os resultados obtidos indicam que a fibra do coco verde tem grande potencial para ser utilizada como reforço de fibrocimentos, desde que seja incorporada a uma matriz de alcalinidade reduzida. / This thesis studies the use of green coconut fiber as a reinforcer in the matrix cement for the production of fibre-cement. Besides being an organic material, the green coconut residues are not easily degradable, but can reduce the landfills lifespan. To evaluate the possibility of use of coconut residue fiber, as reinforcer in composites, physical-chemical treatments were carried out on the fibers, and partially replacing Portland cement with pozzolanic materials for high reactivity (rice husk ash (RHA)) was also added to decrease the alkaline attack matrix on the plant fiber. The experiment was divided into two stages: the first assessed the green coconut fiber with and without treatment and the composites produced with them. The second stage examined the influence reinforcer high reactivity to allow the use of coconut fiber as reinforcement in cementitious matrix. In the preparation of the composites, the technique of dispersing the materials in aqueous solution was used, followed by draining and pressing, as a simplified simulation Hatschek process of industrial manufacture. The composites were analyzed after 28 days and after an aging process, with 100 cycles of immersion-drying or heating in water for 28 days at 65°C). Physical and mechanical tests were used to e valuated the performance, traction resistance and ductility of the composites. A thermogravimetry test allowed the observation of the use of portlandita and the alkalinity reduction of the matrix with the addition of RHA, without affecting the resistance of the material. The results obtained indicate that the green coconut fiber has great potential to be used as a fibre-cement reinforcer, as long it is included in a matrix with reduced alkalinity.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-06-15T14:11:52Z No. of bitstreams: 1 BÁRBARA JORDANI_.pdf: 2132585 bytes, checksum: 322ec6d990fc948ff3060abffa46014a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-15T14:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BÁRBARA JORDANI_.pdf: 2132585 bytes, checksum: 322ec6d990fc948ff3060abffa46014a (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPQ - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nos últimos anos o setor da construção civil está buscando alternativas para substituir as matérias primas utilizadas no processo de produção do concreto, visando preservar o meio ambiente reduzindo extrações da natureza. Diante disso, surge a reciclagem de materiais, que vem ganhando cada vez mais espaço dentro da atividade da construção civil. Uma das alternativas é a utilização de agregados reciclados de concreto (ARC), que podem ser empregados como substituição ao agregado natural. Outra possibilidade é o uso de pozolanas provenientes de resíduos, e dentre as diferentes opções a cinza de casca de arroz se destaca. A cinza de casca de arroz ainda não é largamente utilizada no ocidente, porém vem sendo explorada, sendo um resíduo do setor agropecuário. Após o processo de queima da casca do arroz, surge a cinza que possui grande concentração de sílica. O uso destas pozolanas contribui para diminuir o consumo de cimento. Além disto, o emprego de agregados reciclados pré-saturados pode atuar como um agente de cura interna de concretos, o que, em caso de concretos com pozolanas, pode ser um aspecto positivo para obter-se uma boa hidratação da pasta aglomerante. Este trabalho propõe investigar o efeito do emprego de agregados graúdos reciclados de resíduo de concreto (AGRC) como agente de cura interna em concretos produzidos com pozolana, frente a aspectos vinculados à durabilidade e ao comportamento mecânico. Avaliou-se a substituição do agregado graúdo natural (AN) por (AGRC) em teor determinado pelo Método de Dosagem para Cura Interna, seco e úmido, associado com a substituição de cimento por cinza de casca de arroz em teor de 20%, em dois ambientes de cura (U.R 60% e 100%). Para o estudo foi utilizado três relações a/agl (0,31; 0,42; e 0,53). Os resultados apontaram um efeito positivo do emprego da CCA em concretos fabricados com AGRC. A substituição de cimento por CCA em média pode aumentar a resistência à compressão. Os concretos fabricados com relação a/agl 0,31, para todos os concretos ensaiados, retornaram resistências na faixa de 35-45 MPa. Também foi possível notar retrações significativas até os 28 dias. Já para cura interna cabe ressaltar que o AGRC empregado saturado não apresenta comportamento de agente de cura interna, principalmente no ambiente crítico de ambiente com umidade relativa na ordem de 60%, considerada baixa. / During the last years, the construction sector has been looking for alternatives to replace the raw materials used for concrete production, in order to reduce environmenal impact. The waste recycling as raw material for civil construction can be one of solutions to this problem. One example of this kind of solution is to use the recycled concrete aggregate, which can be used as alternative for the natural aggregate. Another possibility is to use some waste as pozzolanic material, as the rice husk ash. After the burning of the rice hull, it becomes the ash, which has a large concentration of silica. The use of these pozzolans can contribute to reduce the consumption of cement. Furthermore, the usage of pre-saturated recycled aggregate can act as an internal concrete curing agent, which in the case of concretes with pozzolans can be a good way to obtain a better hydration of the binder paste. This study proposes to investigate the effect of the usage of concrete recycled coarse aggregate (RCCA) as an internal curing agent in concrete produced with pozzolan, in order to evaluate the durability and mechanical behaviour. It was evaluated the replacement of natural coarse aggregate (AN) by RCCA. The content of RCCA is related to the binder consumption and it was employed dry and wet. The cement replacement by rice husk ash was done at 20% and it was used three water to binder (w/t) relationships (0.31, 0.42, and 0.53). The curing process was developed in two cure environments (U.R 60% and 100%).The results indicated that the CCA produces positive effect on concrete made with AGRC. The concrete made with respect to w/b 0.31 for all tested concretes returned resistances in the range of 35-45 MPa. The effect of RCCA as internal curing agent is significant when the concrete is cured in a humid environment only for compressive strength. In dry environment, it does not work as internal curing agent. It was also noted significant retractions up to 28 days. As for domestic demand it is noteworthy that the saturated employee AGRC has no internal curing agent behaviour, especially in the critical environment with relative humidity of around 60%, considered low.

O refinamento dos poros, associado à reação pozolânica e ao efeito filer, reduz a permeabilidade do concreto com cinza de casca de arroz (CCA), o que pode antecipar a sua degradação em altas temperaturas. A literatura mostra que o concreto reidratado em água pode recuperar substancialmente a sua resistência inicial, porém, os estudos sobre a reidratação ao ar e sobre a influência do modo de resfriamento na reidratação são escassos. A pesquisa desenvolvida teve como principal objetivo avançar na análise experimental de concretos convencional e com CCA em altas temperaturas e na reidratação. Na etapa exploratória se avaliou a influência da temperatura de exposição, da adição mineral, do ambiente de acondicionamento, da taxa de aquecimento e do tempo de exposição na resistência à compressão e módulo de elasticidade. Na etapa principal se avaliou a influência do modo de resfriamento, da adição e da idade de reidratação na resistência residual. Complementarmente se utilizou o ensaio de velocidade de pulso ultrassônico (VPU) para avaliar o grau de microfissuração e correlacionar a VPU com as propriedades mecânicas residuais. Na etapa exploratória concluiu-se que a adição, a temperatura, a taxa de aquecimento e o tempo de exposição influenciaram significativamente os resultados. O concreto com CCA cristalina apresentou pior desempenho em altas temperaturas. O concreto com CCA amorfa apresentou desempenho ligeiramente inferior ao concreto convencional em 200°C, devido ao efeito da poro-pressão. No entanto, ambas as CCA podem ser alternativas viáveis considerando sustentabilidade. Na etapa principal, o resfriamento brusco com água provocou maior redução na resistência devido aos gradientes térmicos, porém, permitiu maior recuperação logo nos primeiros sete dias de reidratação. Apesar da recuperação parcial, a resistência ao fim de 154 dias foi inferior a 40% do valor inicial. Nas análises térmicas e de DRX foi possível observar nos concretos resfriados com água a recristalização dos aluminatos de cálcio, do C-S-H e da portlandita, em maior grau no concreto convencional. Foi possível observar correlações fortes entre as variáveis de resposta na etapa exploratória, porém, o mesmo não ocorreu na etapa principal, devido à fissuração e presença de água nos poros. / The pore refinement, associated with the pozzolanic reaction and the filler effect, reduces the permeability of blended concrete with rice husk ash (RHA), which can anticipate its degradation at high temperatures. The literature shows that concrete rehydrated with water can recover substantially its initial strength, but studies on rehydration in air and on the influence of the cooling method on rehydration are scarce. The main objective of this research was to evaluate the performance at high temperatures and in rehydration of conventional and blended concretes with RHA. In the exploratory stage, the influence of exposure temperature, mineral admixture, conditioning environment, heating rate and exposure time on residual strength and modulus of elasticity of heated concrete was evaluated. In the main stage, the influence of cooling method, mineral admixture and time of rehydration in an unsaturated environment on residual strength of concrete was evaluated. The ultrasonic pulse velocity test (UPV) was used to evaluate the degree of micro cracking of concrete and to correlate the UPV with residual strength and modulus. In the exploratory stage it was concluded that mineral admixture, temperature, heating rate and time of exposure significantly influenced the results. In general, concrete with partially crystalline RHA presented the worst performance at high temperatures. Concrete with amorphous RHA presented worse performance than conventional concrete only at 200°C, due to the pore-pressure effect. Despite these results, RHA can be a viable option considering sustainability and high temperatures performance. In the main stage, the rapid cooling with water caused a greater reduction in strength, due to thermal gradients, however, caused a greater strength recovery in the first seven days of rehydration. Despite this partial recovery, the final strength of both concretes after 154 days of rehydration was less than 40% of the initial value. In water-cooled concretes thermal and XRD analyzes show recrystallization of the calcium aluminates, C-S-H and portlandite, to a greater degree in conventional concrete. In the exploratory stage it was possible to observe strong correlations between the independent variables; however, the same did not occur in the main stage, due to cracking and to the presence of water in the pores.

The use of residues, as the rice husk ash (RHA) in the concrete s production reduces the environmental impact caused in its productive chain. It means fewer energy s consumption, fewer natural resources waste, less environmental pollution and lower aggregated cost. In the present study, the viability of using residual RHA, in natura (non-ground) or ground, on structural concrete, in partial substitution to the Portland cement was investigated, starting from the durability chloride ions analysis. In such a way, five cementitious blends, two composed by natural RHA, two with crushed RHA and one as a reference sample were tested. The substitution s rates were 15% and 25%. The water/binder relations used were 0.45, 0.55 and 0.65. The samples were tested for chloride penetration according to ASTM C 1202 (Rapid Chloride Permeability Test) and for long-term test (colorimetric method). Additionally, the tests of axial compressive strength and water absorption by immersion, according to the ABNT prescriptions were conducted. The obtained results showed that is viable to use residual non-ground RHA as partial substitution to Portland cement in structural concretes. For the axial compressive strength at 91 days and to the same relation w/b, in general, the residual non-ground RHA blends showed higher performance than those presented by the reference mixture. In the RCPT the use of RHA resulted in decreases in the passing charges that, in general, promoted improvement in the mixtures ratings on the chloride penetrability, compared with the reference mixtures. In long-term test, the use of RHA burnt without temperature control, also promoted improvements in the mixture performances, compared to the reference mixtures, with reductions in the chloride penetration coefficients. But the mixtures were dissimilar when compared to those presented by the RCPT. In the case of water absorption by immersion, it was found that the use of RHA, in general, increased the concrete water absorption, however, the results presented by mixtures composed with RHA were close to those of reference ones. / A utilização de resíduos como a cinza da casca do arroz produzida sem controle da temperatura na fabricação de concretos reduz o impacto ambiental gerado na cadeia produtiva deste material, significando menor consumo de energia, menor desperdício de recursos naturais, menor poluição do meio ambiente e menor custo agregado. 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 da durabilidade aos ions cloretos. Para isso, foram testadas cinco misturas aglomerantes: duas compostas com CCA ao natural, duas com CCA moída e uma mistura de referência com 100% cimento Portland, a qual se confrontaram os resultados. Adotaram-se os teores de substituição de 15% e 25%, e as relações a/ag de 0,45; 0,55 e 0,65. Procederam-se os ensaios de resistência à penetração de cloretos segundo o método de penetração acelerada ASTM C 1202 (EAPC) e também, segundo o método de imersão em solução salina (EPCI). Adicionalmente, foram realizados os ensaios de resistência à compressão axial e de absorção de água por imersão, segundo prescrições da ABNT. Os resultados obtidos na investigação confirmam que é viável utilizar a CCA residual, ao natural ou moída, como substituição parcial ao cimento Portland, em concretos para uso estrutural. Quanto à resistência a compressão axial, aos 91 dias, as misturas compostas CCA, em geral, apresentaram desempenhos superiores aos das misturas de referência. No EAPC a utilização de CCA resultou em decréscimos nos valores das cargas passantes que, em geral, promoveram melhoria nas classificações das misturas quanto à penetrabilidade aos cloretos, em comparação as misturas de referência. No EPCI a utilização da CCA, queimada sem controle de temperatura, também promoveu melhorias no desempenho da maioria das misturas, em comparação às misturas de referência, com reduções nos coeficientes de penetração de cloretos. Porém as misturas apresentaram comportamentos diferenciados quando comparados ao apresentado no EAPC. No caso da absorção de água por imersão, constatou-se que a utilização de CCA, em geral, aumentou a absorção de água dos concretos, entretanto, os valores apresentados pelas misturas compostas com CCA foram próximos aos de referência.